Uso de membranas como alternativa para remoção de fármacos em efluentes de estações de tratamento de esgotos / Use of membranes as an alternative for pharmaceuticals removal in effluents from sewage treatment plants

Os sistemas de tratamento de esgotos sanitários no Brasil possuem, em geral, algumas deficiências em termos de remoção de contaminantes, principalmente nutrientes e compostos orgânicos sintéticos introduzidos no meio ambiente pelo ser humano. Um dos tipos de contaminantes emergentes mais comuns em esgotos sanitários são os fármacos, que as tecnologias de tratamento biológico não são projetadas para a remoção de tais compostos. Este trabalho teve como objetivo principal avaliar a eficiência da remoção de fármacos e cafeína em estações de tratamento de esgoto existentes (lagoas de estabilização e lodos ativados), em diferentes pontos do processo, além da inclusão de sistemas pilotos de membranas de ultrafiltração, nanofiltração e osmose reversa, como etapa de polimento. Neste sentido, o uso de membranas teve o objetivo de elevar a eficiência de remoção de diferentes compostos. Usando a técnica de cromatografia líquida de alta eficiência acoplada à espectrometria de massas (LC-MS/MS) foi possível estabelecer uma metodologia de análise de fármacos com limites de quantificação baixos de até 0,1 ppb. Dentre os fármacos de interesse, o clonazepam e a sinvastatina não foram identificados em nenhum ponto de amostragem. O paracetamol, cafeína e ibuprofeno foram encontrados no esgoto afluente, sendo completamente removidos pelo tratamento biológico, tanto nas lagoas, como no sistema de lodos ativados. Já a carbamazepina, fármaco reconhecidamente recalcitrante, não foi removida em nenhuma ETE, sendo o sistema de membranas com osmose reversa uma etapa importante para sua remoção. O atenolol apresentou comportamento diferente, com remoção elevada no sistema de lagoas e baixa remoção no sistemas de lodos ativados. Neste sentido, a membrana de nanofiltração demonstrou ser uma importante barreira para evitar contaminação de corpos d'água por esse fármaco. Por fim, a análise econômica indicou que a nanofiltração possui um custo operacional menor que a osmose reversa, contudo com menores níveis de remoção de fármacos e outros contaminantes.

The sanitary sewage treatment systems in Brazil have, in general, some deficiencies in terms of removal of contaminants, mainly nutrients and synthetic organic compounds introduced into the environment by humans. One of the most common types of emerging contaminants in sewage are pharmaceuticals, which biological treatment technologies are not designed to remove such compounds. The main objective of this work was to evaluate the efficiency of pharmaceuticals and caffeine removal in existing sewage treatment plants (stabilization ponds and activated sludge), at different points in the process, in addition to the inclusion of membrane pilot systems of ultrafiltration, nanofiltration and reverse osmosis, as a polishing step. In this sense, the use of membranes aimed to increase the removal efficiency of different compounds. Using the technique of high performance liquid chromatography coupled with mass spectrometry (LC-MS/MS) it was possible to establish a methodology for pharmaceuticals analysis with low quantification limit of up to 0.1 ppb. Among the drugs of interest, clonazepam and simvastatin were not identified at any sampling point. Paracetamol, caffeine and ibuprofen were found in the raw sewage, being completely removed by biological treatment, both in stabilization ponds and activated sludge system. Carbamazepine, a known recalcitrant pharmaceuticals, was not removed in any WWTP, and the reverse osmosis membrane system was an important step for its removal. Atenolol had a different behavior, with high removal in the stabilization pond system and low removal in activated sludge system. In this sense, the nanofiltration membrane proved to be an important barrier to prevent contamination of water bodies by this compound. Finally, the economic analysis indicated that nanofiltration has a lower operational cost than reverse osmosis, however with lower levels of pharmaceuticals and other compounds removal.

Pseudomonas spp: contamination sources in bulk tanks of dairy farms / Pseudomonas spp: fontes de contaminação em tanques de expansão em fazendas leiteiras

This study focused on isolating Pseudomonas spp. during milking process in ten dairy farms with manual and mechanical milking systems during dry and rainy seasons, and evaluating DNA homology and patterns of distribution between isolates, in order to identify main sources of milk contamination by Pseudomonas spp. A total of 167 isolates of Pseudomonas spp. were obtained from water, milkers' hands, cows' teats, teat cups, cooling tanks and raw milk. Bacteria of Pseudomonas spp. genus were isolated from 85 and 82 sampling points in dairy farms with manual and mechanical milking system, respectively. A significant difference (p=0.02) on Pseudomonas spp. isolation was observed among samples of surface of cows' teats before and after pre-dipping, but no significant difference (p>0.05) was observed among milking systems or seasons. The possibility of the same Pseudomonas spp. patterns are distributed in different farms and seasons using Amplified Fragment Length Polymorphism (AFLP) technique was demonstrated. Milkers' hands, surface of cows' teats, teat cups and cooling tanks were associated with raw milk contamination with Pseudomonas spp. on farms with manual and mechanical milking system, showing that regardless of the type of milking system and season, proper hygiene procedures of equipment, utensils and workers' hands are essential to avoid contamination of the milk and, therefore, improve milk quality.(AU)

Este estudo se propôs a isolar Pseudomonas spp. durante o processo de ordenha em dez fazendas com sistemas manuais e mecanizados, durante as estações seca e chuvosa, além de avaliar a homologia do DNA e seus padrões de distribuição entre os isolados, a fim de se determinar as principais fontes de contaminação do leite. Cento e sessenta e sete isolados de Pseudomonas spp. foram obtidos a partir de amostras de água, mãos de ordenhadores, tetos, teteiras, tanques de resfriamento e leite cru armazenado, sendo 85 e 82 pontos de amostragem em fazendas com sistemas de ordenha manual e mecânico, respectivamente. Diferença estatisticamente significativa foi encontrada entre os isolados observados entre a superfície dos tetos antes e após o pré-dipping (p=0,02), mas nenhuma diferença foi encontrada entre sistemas de ordenha ou estações (p>0,05). A possibilidade do mesmo padrão de Pseudomonas spp. estar distribuído em diferentes fazendas ou estações foi avaliada pela técnica de Polimorfismo do Tamanho de Fragmento Amplificado (AFLP). As mãos de ordenhadores, superfície dos tetos das vacas, teteiras e tanques de resfriamento foram associados com a contaminação do leite cru, demonstrando que independente do tipo de ordenha e estação, a higiene adequada de equipamentos, utensílios e mãos dos ordenhadores é essencial para evitar contaminação do leite, e consequentemente aumentar sua qualidade.(AU)

Eficiência de lagoas de polimento no pós-tratamento de reator UASB no tratamento de águas residuárias de suinocultura / Efficiency of a polishing pond for the post-treatment of the effluent from UASB reactor treating swine wastewater

Avaliou-se o desempenho de um sistema de lagoas seriadas que recebeu efluentes de reator UASB, no tratamento de águas residuárias de suinocultura. O sistema foi composto de reator anaeróbio de chicanas (RAC), reator UASB, em escala real, e uma série de lagoas (uma lagoa facultativa e três de maturação), em escala piloto. As análises físico-químicas realizadas foram: pH, demanda bioquímica de oxigênio (DBO), demanda química de oxigênio (DQO), sólidos suspensos totais (SST), sólidos suspensos voláteis (SSV), nitrogênio amoniacal (N-am.), fósforo total (Pt), coliformes totais (CT) e Escherichia coli (EC). As lagoas de pós-tratamento contribuíram eficientemente para remoção de nutrientes, matéria orgânica e sólidos, fornecendo um efluente com qualidade para o reuso agrícola ou lançamento em corpos d'água...

The performance of a post-treatment pond for treating swine wastewater from an UASB reactor was evaluated. The system was assembled with an anaerobic baffle reactor (RAC), followed by an UASB reactor (UASB) on a real scale, and a post-treatment pond on a demonstration scale. The following parameters were analyzed: pH, biochemical oxygen demand (BOD), chemical oxygen demand (COD), total suspended solids (TSS), volatile suspended solids (VSS), ammonia nitrogen (N-am.), total phosphorus (Pt), total coliforms (CT) and Escherichia coli (E coli.). The post-treatment lagoons contributed efficiently to remove nutrients, organic matter and solids, providing an effluent quality for agricultural reuse or discharge into a body of water...

Redução do potencial poluidor de dejetos de suínos em lagoas de estabilização em série / Pollution potential reducing of swine manure in stabilization ponds in series

As lagoas de estabilização, em virtude da sua simplicidade e eficiência do processo, do baixo custo de construção e operação e das condições climáticas favoráveis, apresentam-se como solução para atender a grande parte dos requisitos impostos para o tratamento dos dejetos na região do Vale do Jequitinhonha. Diante disso, o objetivo do trabalho foi caracterizar os parâmetros físico-químicos de dejetos líquidos de suínos (DLS) tratados em sistema de lagoas de estabilização em série e avaliar a redução do seu potencial poluidor. O estudo foi conduzido na granja Campo Alegre no município de Diamantina-MG. Os dejetos foram coletados nos seguintes locais: saída das instalações, saída da lagoa anaeróbia, saída da primeira lagoa facultativa e saída da segunda lagoa facultativa. O sistema de lagoas de estabilização em série apresentou 88% de eficiência na remoção da DQOt e 91% na remoção de DBO5. Os elementos Mg, Fe, Mn e P foram removidos nos percentuais de 66; 83; 33 e 54%, respectivamente. A eficiência de remoção de N-Total foi de 24%. K, Ca e S, foram removidos em 40; 31; e 52%, respectivamente. O sistema de lagoas de estabilização em série estudado demonstrou ser eficiente no abatimento de nutrientes, demonstrando características favoráveis ao reaproveitamento dos dejetos como biofertilizante.

The stabilization ponds, because of its simplicity and efficiency of the process, low construction cost and operation and the favorable climatic conditions, are presented as a solution to meet most of the requirements for processing wastes in the region. The wastes produced in pigs are usually used as fertilizer in agricultural areas, this being the main alternative disposal. Therefore, the objective of this study was to characterize the physical and chemical parameters of pig slurry (PS) system treated in stabilization ponds in series and evaluate the reduction of their pollution potential. The study was conducted in the Campo Alegre farm in Diamantina-MG. The wastes were collected at various points, exit of the facilities, exit of the anaerobic pond, exit of the first facultative pond, exit of the second facultative pond. The system of stabilization ponds in series features 88% efficiency in removing DQOt and 91% of BOD5. The fractions of solids showed similar behavior and nutrients Mg, Fe, Mn and P were removed in the percentages of 66, 83, 33 and 54%. The removal efficiency of N-total amounted to 24%. However to K, Ca and S were removed 40, 31, and 52%. The system of stabilization ponds in series studied proved to be effective in removing excess nutrients. It is noteworthy that the treatment demonstrated favorable characteristics to the reuse of waste as biofertilizer.

Estratégias de tratamento de lixiviado de aterro sanitário com foco na matéria orgânica biodegradável e nitrogênio amoniacal / Strategies of landfill leachate treatment focused on biodegradable organic matter and ammonia nitrogen

Sistemas de tratamento de esgotos, quando aplicados ao tratamento de lixiviado de aterro sanitário, não têm apresentado bons resultados. Por conta disso, faz-se necessário o desenvolvimento de alternativas para o tratamento de lixiviado. Objetivo avaliar o pós-tratamento de lixiviado de aterro sanitário por wetland construído de fluxo subsuperficial horizontal e reator biológico de leito móvel (RBLM). Materiais e métodos foram realizados dois experimentos com tratamento de lixiviado após remoção de amônia por dessorção. No experimento 1 utilizou-se wetlands construídos de fluxo horizontal em escala de bancada (volume total de 30,8 L), plantados com Cyperus papyrus, Heliconia psittacorum e Gynerium sagittatum, e um controle sem vegetação, preenchidos com pedrisco calcário. O sistema foi alimentado com lixiviado diluído em água em diferentes proporções (entre 10 por cento e 30 por cento ) com concentração média de DQO entre 336 e 750 mg.L-1 e nitrogênio amoniacal (N-NH4) entre 47 e 199 mg.L-1. A operação ocorreu em três etapas: (1ª) alimentação contínua e TDH médio entre 2,7 e 5,3 d; (2ª) regime de ciclos de recirculação do efluente, para avaliar o efeito do aumento de TDH para 21 dias; (3ª) alimentação contínua de duas unidades wetlands em série, visando elevar o TDH (entre 8,1 e 9,9 d) sem recirculação. O experimento 2 foi implantado em escala piloto, com uma unidade de dessorção de amônia seguida de um Reator Biológico de Leito Móvel (RBLM) e um biofiltro anóxico. O RBLM (volume efetivo de 380 L) foi preenchido em 50 por cento com anel pall. Resultados e discussão No experimento 1, obteve-se baixa remoção de DQO com médias inferiores a 40 por cento e concentração final entre 270 e 750 mg.L-1...

sewage treatment systems, when applied to the treatment of landfill leachate, have not shown good results. Thus it is necessary to develop alternatives for the treatment of leachate. Objective To assess the post-treatment of landfill leachate by horizontal subsurface flow constructed wetland and moving bed biofilm reactor (MBBR). Materials and methods Two experiments were conducted with treatment of the leachate after removal of ammonia by stripping. In experiment 1, horizontal flow constructed wetlands, at bench scale (total volume of 30.8 L), planted with Cyperus papyrus, Heliconia psittacorum and Gynerium sagittatum, and a control without vegetation, were filled with calcareous gravel. The system was fed with leachate diluted in water with different proportions (between 10 per cent and 30 per cent ) with mean COD concentration of between 336 and 750 mg.L-1 and ammonia nitrogen (NH4-N) between 47 and 199 mg L-1. The operation was divided in three stages: (1st) continuous feeding with mean HRT between 2.7 and 5.3 d; (2nd) regime of effluent recirculation to evaluate the effect of increasing the HRT to 21 days; (3rd) continuous feeding with two wetlands units in series, aimed HRT increasing (between 8.1 and 9.9 d) without recirculation. Experiment 2 was implemented on a pilot scale, with a unit of ammonia stripping followed by MBBR and an anoxic biofilter. The MBBR (380 L working volume) was filled 50 per cent with pall ring. Results and discussion In experiment 1, the COD removal was low, with averages below 40 per cent , with effluent concentration between 270 and 750 mg.L-1...

Detecção e quantificação de entrerovirus em lodo de esgoto proveniente de estações de tratamento de esgotos com potencial uso na agricultura do Estado de São Paulo / Dectetion of enterovirus in sewage sludge from sewage plant tratament with potential use in agriculture in São Paulo State

Lodos de esgoto são resíduos do tratamento do esgoto doméstico, considerados ricos em macronutrientes e matéria orgânica, podendo também apresentar contaminação por substâncias químicas e patógenos. Sua utilização na agricultura é uma das alternativas interessantes para sua disposição final. Entretanto, a presença de contaminantes, dentre eles microrganismos patogênicos podem limitar e orientar sua aplicação. Os vírus entéricos, dentre os quais se inclui o gênero Enterovirus, são potenciais contaminantes microbianos presentes no lodo de esgoto. Esses organismos são capazes de sobreviver por meses em águas e solos e sua presença no ambiente pode trazer prejuízos à saúde da população exposta aos mesmos. O objetivo do presente estudo foi de analisar a ocorrência de Enterovirus em amostras de lodo de esgoto de seis diferentes ETEs do Estado de São Paulo, avaliar o desempenho do método analítico para a detecção desses organismos e verificar se as concentrações médias obtidas atendem à legislação. Foram coletadas um total de 35 amostras no período de fevereiro de 2009 a dezembro de 2009. As análises dos Enterovirus foram realizadas pelo ensaio de plaqueamento em cultura de células RD segundo método EPA /625/R-092/013. Os resultados obtidos foram que Enterovirus estiveram presentes em 83 por cento das amostras analisadas, com concentrações que variaram de não detectado (ND) a 12,50 UFP/gST. As taxas de recuperação obtidas variaram de 0,20 por cento a 68,50 por cento . Conclui-se que das amostras analisadas 31 por cento atendem o estabelecido pela Resolução CONAMA 375/2006.

Dinâmica de nitrogênio em um sistema de lagoas de estabilização na região do Vale do Ribeira (São Paulo - Brasil) / Nitrogen dynamic in waste stabilization ponds systems in the Ribeira's Valley region (São Paulo - Brasil)

Esta pesquisa teve como principal objetivo investigar os pro-cessos envolvidos nas transformações do nitrogênio em um sistema de lagoas de estabilização. Em amostragem nictemeral (24 horas) observou-se forte estratificação térmica durante a maior parte do ciclo amostrado a qual condicionou a compartimentalização vertical e a estratificação química nas duas lagoas, possibilitando a análise dos processos de forma segmentada pela ACP (análise de componentes principais), que mostrou-se ferramenta estatística muito útil na caracterização dos processos. A degradação de proteína, com subseqüente geração e acúmulo de nitrogênio amoniacal, foi observada, além da possível excreção de proteína ou aminoácidos por organismos fitoplanctônicos na superfície das lagoas. A provável ocorrência de nitrificação na superfície da lagoa anaeróbia evidenciou a necessidade de otimização de operação do sistema a fim de viabilizar a remoção de nitrogênio através da desnitrificação, processo provavelmente inibido pelas elevadas concentrações de oxigênio dissolvido registradas durante o dia.

This research had as main objective to investigate the involved processes in the transformations of nitrogen in a system of waste stabilization ponds. In nictemeral sampling (24 hours) strong thermal stratification was observed during most of the showed cycle which conditioned two vertical compartments and the chemical stratification in the two lagoons, making possible the analysis of the processes of segmented form for PCA (Principal Components Analysis) that was a very useful statistics tool in the characterization of the processes. The protein degradation was observed with subsequent generation and accumulation of ammoniacal nitrogen, beyond the possible excretion of protein or amino acids for phytoplanktonic organisms in the surface of the ponds. The probable occurrence of nitrification in the surface layer of the anaerobic pond evidenced the necessity of improving the operation parameters of the system in order to reach a greater nitrogen removal through the denitrification, process probably inhibited by significant high concentrations of oxygen dissolved registered in superficial layers, particularly during the day.

Viabilidad de huevos de helmintos en biosólidos

El trabajo consistió en determinar el tiempo de almacenamiento (deshidratación natural en zona de clima templado) necesario para que los lodos acumulados en las lagunas de sedimentación, pudiesen ser utilizados en la agricultura sin riesgo sanitario, para lo cual se estudio la viabilidad de los huevos de helmintos a través del tiempo. Dado que la concentración de huevos de helmintos parásitos en los lodos de la localidad de Alcorta, prov. de Santa Fe, fue baja (1-2 huevos/g MS) se decidio adicionar huevos de Ascaris artificialmente, para estudiar su viabilidad

Viabilidad de huevos de helmintos en biosólidos

El trabajo consistió en determinar el tiempo de almacenamiento (deshidratación natural en zona de clima templado) necesario para que los lodos acumulados en las lagunas de sedimentación, pudiesen ser utilizados en la agricultura sin riesgo sanitario, para lo cual se estudio la viabilidad de los huevos de helmintos a través del tiempo. Dado que la concentración de huevos de helmintos parásitos en los lodos de la localidad de Alcorta, prov. de Santa Fe, fue baja (1-2 huevos/g MS) se decidio adicionar huevos de Ascaris artificialmente, para estudiar su viabilidad

Tratamiento de aguas residuales procedentes de campamentos de obras de construcción vial

El documento elaborado por el representante de la Dirección General de Asuntos Socio Ambientales de Perú y presentado al curso regional, tiene como objetivo general disminuir las concentraciones en aguas residuales de contaminantes patógenos a niveles permisibles mediante el tratamiento de lagunas de estabilización. Su objetivo principal es el tratamiento de las aguas residuales domésticas, la remoción de parásitos, bacterias y virus patógenos, procedentes del vertido de aguas residuales provenientes de los campamentos de diversas obras de construcción vial en el país

Tratamiento de aguas residuales procedentes de campamentos de obras de construcción vial

El documento elaborado por el representante de la Dirección General de Asuntos Socio Ambientales de Perú y presentado al curso regional, tiene como objetivo general disminuir las concentraciones en aguas residuales de contaminantes patógenos a niveles permisibles mediante el tratamiento de lagunas de estabilización. Su objetivo principal es el tratamiento de las aguas residuales domésticas, la remoción de parásitos, bacterias y virus patógenos, procedentes del vertido de aguas residuales provenientes de los campamentos de diversas obras de construcción vial en el país

Avaliação do impacto do lançamento de resíduos gerados na estação de tratamento de água em sistemas de lagoas de estabilização / Evaluation of impact lauching of water plant sewages in stabilization lagoons systems

Objetivo.A disposição de resíduos de ETA em corpos d’água podem causar uma série de problemas ao ambiente aquático. Como alternativa, esse resíduos gerados podem ser dispostos em Estações de Tratamento de Esgotos, sendo transportados em caminhões ou lançados nas redes coletoras. O presente trabalho avalia o impacto do lançamento desses resíduos na Estação de Tratamento de Esgoto do município de São Lourenço da Serra (SP). Métodos. Foram avaliadas as variáveis físico-químicas e bacteriológicas do esgoto bruto e do efluente das lagoas anaeróbia e facultativa, antes e após o lançamento desses resíduos. Resultados. Durante as duas fases do monitoramento, a análise dos resultados permitiu verificar o excelente desempenho na remoção de material orgânico, com eficiências de remoção de DBO5,20, de 90,5 por cento na primeira fase e 88,8 por cento na segunda. A eficiência de remoção de nutrientes (nitrogênio e fósforo) apresentou-se dentro dos parâmetros do projeto. Apesar dos altos resultados de remoção de patógenos observados na primeira e na segunda fase, o efluente final não atendeu os valores exigidos pelo decreto 8468/76 e CONAMA 357/05. Conclusões. Considerando os resultados experimentais, pode-se verificar que o lançamento de resíduos gerados na ETA não alterou as características físico-químicas e biológicas do esgoto bruto e não interferiu nos processos biológicos verificados neste tipo de tratamento, mantendo o desempenho da estação dentro dos valores estimados na fase de dimensionamento.