Yield of elephantgrass (Pennisetum purpureum) irrigated with treated wastewater.

Este trabalho teve como objetivo avaliar a produtividade do capim elefante {Pennisetum parpurenm) irrigado com esgoto doméstico tratado em lagoas de estabilização. Houve ainda o monitoramento da qualidade bromatológica do capim, da qualidade físico-química do esgoto bruto, efluentes das lagoas anaeróbias e facultativas e efluente final e monitoramento das características químicas e físicas do solo. A pesquisa foi realizada no período de nov/95 a dez/96 nas dependências da Estação de Tratamento de Esgotos (ETE) de Guarabira - PB (6o 51' 18" S; 35° 29' 24" O; 98 m a.n.m.). A ETE é composta de dois módulos em paralelos de lagoas de estabilização em série (anaeróbia seguida de facultativa). O plantio do capim em solo franco arenoso, em nov/95, foi realizado numa área adjacente as lagoas, em 16 parcelas de 4 x 5 m inteiramente ao acaso, distanciadas 2 m entre si, submetidas a quatro tratamentos de irrigação com quatro repetições: irrigação com água de abastecimento sem cloro (Tl), Tl + NPK aplicado no solo (T2), com esgoto tratado + NPK aplicado no solo (T3) e com esgoto tratado (T4). A classificação da água de abastecimento para fins de irrigação foi C2-S1 e do esgoto tratado foi C3-S2. Todas as parcelas foram irrigadas individualmente com o fornecimento de 2,5 1/cova.dia nos dois períodos de estiagem (nov/95 - fev/96 e set - dez/96). Após o plantio em nov/95 foram realizados cortes em fev, jun, set e dez/96 para avaliação da produtividade do capim a intervalos médios de 98 dias após o plantio. As variáveis estudadas no capim foram produtividade (t/ha.corte), matéria seca (%), matéria mineral (%), proteína bruta (%), FDN (%) e FDA (%). No esgoto bruto, efluentes das lagoas e no efluente final foram avaliados temperatura, pH, oxigénio dissolvido, condutividade elétrica, DB05, nitrogénio amoniacal, fósforo total, ortofosfato solúvel e sólidos suspensos. No solo foram avaliados os parâmetros químicos fósforo assimilável (mg/lOOg), carbono orgânico (%) e nitrogénio total (%) e a granulometria como parâmetro físico para classificação textural. O sistema de lagoas (módulo 1 e 2) da ETE removeu 93 % de DB05, 43 % de nitrogénio amoniacal, 34 % de fósforo total e 91 % de sólidos suspensos. O efluente final da estação apresentou valor médio de 39 mg/l de DB05, 40,9 mgN/1 de nitrogénio amoniacal, 6,1 mgP/1 de fósforo total e 64 mg/l de sólidos suspensos. Apesar das concentrações elevadas de DB05, nutrientes (nitrogénio e fósforo) e sólidos suspensos para disposição em corpos aquáticos do esgoto tratado, este mostrou-se adequado para a irrigação do capim elefante nos meses de estiagem na região Nordeste. A produtividade de matéria seca acumulada nos 4 cortes do capim foi 21,85 tMS/ha em Tl, 19,32 tMS/ha em T2, 27,82 tMS/ha em T3 e 28,53 tMS/ha em T4. A contribuição para estes valores das produtividades dos 2 períodos de irrigação (Io e 4o corte) foi de 30, 37, 36 e 35 % em Tl, T2, T3 e T4, respectivamente. A produtividade de matéria seca apresentou diferença estatística a nível de 5 % entre tratamentos apenas no Io corte, com T3 diferindo de Tl e T2, mas sem nenhum tratamento diferindo de T4. Independente do corte de avaliação e dos resultados estatísticos o tratamento T4 superou os tratamentos Tl e T2 e só foi inferior a T3 no Io corte. Apesar de não terem sido observadas diferenças estatísticas entre os tratamentos no 2o, 3o e 4o corte a utilização de água residuária tratada deve ser vista como uma alternativa para atividade agrícola, pois propicia uma redução de gastos com fertilizantes e principalmente a preservação dos recursos hídricos. Além disso a água residuária tratada está disponível para o reuso durante todo ano, haja visto que as estações de tratamento de esgoto são alimentadas com esgoto gerado após o uso das águas de abastecimento doméstico e/ou industrial que é imprescindível para qualquer população urbana.This work evaluates elephant grass {Pennisetum purpureum) yield when irrigated with domestic sewage treated by stabilization ponds. The research was carried out from Nov/95 to Dec/96 at Guarabira Wastewater Treatment Plant - Paraíba State - Northeast Brazil (6o 51' 18" S; 35° 29' 24" W; 98 m above sea levei). Waste stabilization ponds system comprises two parallel series of waste stabilization ponds (anaerobic followed by facultative). Irrigation experiment were carried out in sandy loam soil at a site near the treatment plant in 4 x 5 m plots, separated by 2 m on ali sides with 4 irrigation treatments: Tl (irrigation with water supply without chlorine), T2 (same as Tl + NPK added to the soil), T3 (irrigation with treated sewage + NPK added to the soil) and T4 (irrigation with treated sewage). Analysis of water quality done in treated sewage and water supply showed waters belonged to C2- Sl and C3-S2 categories respectively. Irrigation during dry season (Nov/95 - Feb/96 and Sept - Dec/96) was 2.5 1 of irrigation water/plant.day. Forrage grass cuttings were carried out at 98 days intervals: 2 during dry season (Feb/96 and Dec/96) and 2 during rainy season (Jun and Sept/96). The variables studied in the forrage grass were: productivity of dry matter (t/ha), dry matter (%), mineral contents (%), raw protein (%), neutral detergent fiber (%) and acid detergent fiber (%). Analysis of temperature, pH, dissolved oxygen, electrical conductivity, BOD5, ammoniacal nitrogen, total phosphorus, soluble orthophosphate and suspended solids were performed in raw sewage, pond effluents and final effluent. Soil chemical analysis included assimilable phosphorus (mg/lOOg), organic carbon (%) and total nitrogen (%). Particle size distribution was determined as a physical parameter for a textural classification. Values of raw sewage to final effluent were reduced in 93 % (524 - 39 mg/l) for BOD5, 43 % (71.6 - 40.9 mgN/1) for ammoniacal nitrogen , 34 % (9.3 - 6.1 mgP/1) for total phosphorus and 91 % (716 - 64 mg/l) for suspended solids. Although these values were considered high for enviromental disposal during dry season in Norteast Brazil showed to be adequate for elephant grass irrigation. Cumulative dry matter yield in the 4 cuttings was 21.85 tDM/ha in Tl, 19.32 tDM/ha in T2, 27.82 tDM/ha in T3 and 28.53 tDM/ha in T4. The percentage of these values in the cumulative yield was 30, 37, 36 and 35 % in Tl, T2, T3 and T4 respectively during the 2 irrigation periods (lst and 4* cutting). In the first cutting the productivity of dry matter exhibited a statistical difference at 5 % levei between the treatments, with T3 differing from Tl and T2, but without any treatment differing from T4. The T4 treatment outdid Tl and T2 treatment and it was inferior in the first cutting only in T3. Although no statistical differences were observed in the 2nd, 3rd and 4* cuttings the use of treated wastewater is considered a good altemative by reducing the use of chemical fertilizers but the major contribution is the water resource preservation. In Northeast Brazil wastewater reuse schemes must be introduced in ali communites as a mechanism for agricultural production during dry season and therefore reducing the impact of climatic adversities

Comportamento do reator seqüencial em batelada (RSB) sob estado estacionário dinâmico utilizando idade do lodo como parâmetro de controle operacional

O reator seqüencial em batelada (RSB) é uma variante de lodos ativados capaz de promover a remoção da matéria orgânica, a remoção dos nutrientes e a separação da fase sólida da líquida em uma unidade. A valorização das áreas urbanas, a carência de tratamento terciário e a crescente necessidade de redução nas dimensões de estações de tratamento de esgoto devem impulsionar o desenvolvimento de pesquisas sobre RSB em curto espaço de tempo. A partir deste cenário, o presente trabalho teve como objetivo modelar o comportamento do reator seqüencial em batelada a partir da teoria desenvolvida por Marais e colaboradores. Dentro deste contexto, a cinética de oxidação dos compostos orgânicos e do nitrogênio na forma amoniacal foi descrita e modelada. O trabalho experimental foi realizado em duas escalas: bancada e piloto. O experimento em escala de bancada foi dividido em duas fases. Foram utilizados dois RSBs e um sistema de fluxo contínuo. Um reator seqüencial em batelada (RSB1) foi operado com idade de lodo. O outro reator em batelada (RSB2) foi operado em função da relação F/M e o sistema de fluxo contínuo (FC1) por idade de lodo. Estes reatores foram utilizados como controle no monitoramento do RSB1 Na primeira fase, os três sistemas removeram apenas matéria orgânica. Na fase seguinte, removeram matéria orgânica e nitrogênio. A partir dos resultados obtidos em escala de bancada, foi possível concluir que o modelo desenvolvido pode ser aplicado ao reator seqüencial em batelada operando com idade de lodo, permitindo determinar a qualidade do efluente, a produção de lodo e o consumo de oxidante. Além disso, foi possível descrever o comportamento da taxa de consumo de oxigênio em função da oxidação da matéria orgânica biodegradável e da oxidação do nitrogênio na forma amoniacal. O reator seqüencial em batelada operado com idade de lodo (RSB1) alcançou remoção média de matéria orgânica de 90 % nas idades de lodo de 30, 20, 10 e 5 dias. A remoção média de nitrogênio mais elevada foi obtida na idade de lodo de 20 dias e atingiu 87 %. Nas demais idades de lodo a remoção média de nitrogênio variou entre 79 e 42 %. A modelagem do comportamento do reator seqüencial em batelada resultou numa proposta de metodologia para o dimensionamento que tem como finalidade abolir critérios obsoletos e inadequados para o dimensionamento de lodos ativados em batelada No experimento em escala piloto, foram utilizados um reator seqüencial em batelada, denominado RSB, e um sistema de fluxo contínuo com a configuração Bardenpho, denominado FC. Os sistemas de lodos ativados sob investigação foram monitorados em duas idades de lodo: 30 e 10 dias. Os dados do experimento em escala piloto mostraram que os processos físico-químicos e biológicos envolvidos na remoção de matéria orgânica e nitrogênio no RSB foram mais eficientes do que no Bardenpho quando trataram o mesmo esgoto doméstico e foram submetidos às mesmas condições operacionais. No RSB, obteve-se 88 e 89 % de remoção de matéria orgânica nas idades de lodo de 10 e 30 dias, respectivamente. Nesta seqüência das idades de lodo, a eficiência do Bardenpho caiu de 87 para 76 %. O sistema de fluxo contínuo removeu 66 e 52 % do nitrogênio total afluente nas idades de lodo de 10 e 30 dias, respectivamente. A eficiência do RSB na remoção de nitrogênio foi determinada apenas na idade de lodo de 10 dias e alcançou 69 %. A partir dos resultados obtidos em escala de bancada e piloto, constata-se que o reator seqüencial em batelada operando com idade de lodo pode ser utilizado no tratamento de esgoto doméstico e obter eficiência na remoção de matéria orgânica e nitrogênio igual ou superior ao sistema de fluxo contínuo.The sequential batch reactor (SBR) is a variant of activated sludge than can promote the removal of organic matter, the removal of nutrients and the separation of the solid phase from the liquid one in a unit. The increased value of urban areas, the lack of tertiary treatment and the growing need to reduce the size of sewage treatment plants should drive the development of research on SBRs in a short time period. According to this scenario, the present study aimed at modeling the behavior of the sequential batch reactor based on the theory developed by Marais et cols. The kinetics of oxidation of organic compounds and nitrogen in the ammoniacal form was described and modeled in this context. The experimental work was performed on two scales: bench and pilot. The bench-scale experiment was divided into two phases. Two SBRs and a continuous flow system were used. A sequential batch reactor (SBR1) was operated with sludge age. The other batch reactor (SBR2) was operated considering the F/M relationship and the continuous flow system (FC1) by sludge age. These reactors were used as control in monitoring SBR1. During the first phase, the three systems removed only organic matter. In the next phase they removed organic matter and nitrogen. Based on the bench-scale results obtained, it could be concluded that the model developed can be applied to the sequential batch reactor operating with sludge age and determine the quality of effluent, sludge production and oxidant consumption. Furthermore, the behavior of the oxygen consumption rate as a function of biodegradable organic matter oxidation and the oxidation of nitrogen in the ammoniacal form could be described. The sequential batch reactor operated with sludge age (SBR1) achieved the mean removal of organic matter of 90% at sludge ages of 30, 20, 10 and 5 days. The highest mean removal of nitrogen was obtained at the sludge age of 20 days and reached 87%. At the other sludge ages, the mean removal of nitrogen varied from 79 to 42%. Modeling the behavior of the sequential batch reactor led to a proposal for a sizing methodology in order to eliminate obsolete criteria that are inappropriate to size batch activated sludges In the pilot scale experiment, a sequential batch reactor called SBR and a continuous flow system with ah Bardenpho configuration called FC were used. The activated sludge systems investigated were monitored with two sludge ages of 30 and 10 days. The data on the pilot scale experiment showed that the physicochemical and biological processes involved in the removal of organic matter and nitrogen in the SBR were more efficient than in the Bardenpho, when treating the same domestic sewage and submitted to the same operational conditions. In the SBR 88 and 89% removal of organic matter at the sludge ages of 10 and 30 days respectively were obtained. In this sequence of sludge ages, the efficiency of the vi Bardenpho dropped from 87 to 76%. The efficiency of nitrogen removal was obtained only for the sludge age of 10 days. The SBR and Bardenpho removed 69 and 66%, respectively. Based on the results obtained on bench and pilot scale, it is found that the sequential batch reactor operating with sludge age may be used to treat domestic sewage and achieve an efficiency of organic matter and nitrogen removal equal to or higher than the continuous flow system

The sequencing batch reactor (SBR) efficiency in the removal of nitrogen on the treatment of domestic sewage with low COD

Este trabalho tem como objetivo avaliar a eficiência e a estabilidade do RSB na remoção de nitrogênio no tratamento de esgoto doméstico com DQO baixa. O reator utilizado no experimento possui volume de trabalho de 600 L e trata 1200 L/d de esgoto bruto em três bateladas de oito horas. A partir dos dados obtidos na pesquisa, observou-se que o reator seqüencial em batelada possibilitou a remoção média de nitrogênio total igual a 88 % no tratamento de esgoto doméstico com DQO média de 257 mg/L. A remoção de DQO foi de 90 %, a média da alcalinidade total no efluente foi 72 mgCaCO3 /L e o índice volumétrico de lodo médio ficou em 86 mL/g. Estes resultados indicam que é possível utilizar RSB para o tratamento de esgoto doméstico com matéria orgânica reduzida sem comprometer a qualidade do efluente, a remoção de nitrogênio e a estabilidade operacional do sistema.This work had the objective of evaluating the SBR efficiency and stability in the removal of nitrogen on the treatment of domestic sewage with low COD. The reactor used in the experiment has a working volume of 600 L, and treats 1200 L/d of raw sewage in three 8-hour cycles. From the data gathered during the research, it was realized that the SBR fostered an average removal of total nitrogen equal to 88% in the treatment of a domestic sewage with an average COD of 257 mg/L. The COD removal was 90%, the final effluent total alkalinity was 72 mgCaCO3 /L, and the sludge volumetric index was 86 mL/g. The results indicate that is possible to use SBR for the treatment of domestic sewage with low organic matter without compromising the final effluent quality, the nitrogen removal ability, and the stability of the system

The sequencing batch reactor (SBR) efficiency in the removal of nitrogen on the treatment of domestic sewage with low COD

Este trabalho tem como objetivo avaliar a eficiência e a estabilidade do RSB na remoção de nitrogênio no tratamento de esgoto doméstico com DQO baixa. O reator utilizado no experimento possui volume de trabalho de 600 L e trata 1200 L/d de esgoto bruto em três bateladas de oito horas. A partir dos dados obtidos na pesquisa, observou-se que o reator seqüencial em batelada possibilitou a remoção média de nitrogênio total igual a 88 % no tratamento de esgoto doméstico com DQO média de 257 mg/L. A remoção de DQO foi de 90 %, a média da alcalinidade total no efluente foi 72 mgCaCO3 /L e o índice volumétrico de lodo médio ficou em 86 mL/g. Estes resultados indicam que é possível utilizar RSB para o tratamento de esgoto doméstico com matéria orgânica reduzida sem comprometer a qualidade do efluente, a remoção de nitrogênio e a estabilidade operacional do sistema.This work had the objective of evaluating the SBR efficiency and stability in the removal of nitrogen on the treatment of domestic sewage with low COD. The reactor used in the experiment has a working volume of 600 L, and treats 1200 L/d of raw sewage in three 8-hour cycles. From the data gathered during the research, it was realized that the SBR fostered an average removal of total nitrogen equal to 88% in the treatment of a domestic sewage with an average COD of 257 mg/L. The COD removal was 90%, the final effluent total alkalinity was 72 mgCaCO3 /L, and the sludge volumetric index was 86 mL/g. The results indicate that is possible to use SBR for the treatment of domestic sewage with low organic matter without compromising the final effluent quality, the nitrogen removal ability, and the stability of the system

Boletín oficial de la provincia de Santander: Número 237 - 1883 Abril 17

Este trabalho teve como objetivo propor uma metodologia de dimensionamento para o volume do RSB. O desenvolvimento do modelo matemático para calcular o volume do reator foi realizado a partir da modelagem fenomenológica do comportamento do lodo. A metodologia ora proposta foi aplicada em estudo de caso para comparação com metodologias já consolidadas no dimensionamento do sistema de lodos ativados em batelada. A partir da metodologia apresentada neste trabalho, a determinação do volume do reator e do ciclo operacional mostrou que é possível contribuir para o dimensionamento do RSB sem transgredir o conhecimento da ação do lodo sobre a matéria orgânica e sem admitir fluxo contínuo no comportamento hidráulico do reator.The purpose of this study was to propose a methodology for sizing SBR volumes. The mathematical model to calculate reactor volume was developed by modeling sludge behavior phenomena. The methodology proposed here was applied to a case study in order to compare it to already consolidated methods used to size the activated sludge batch system. The reactor volume and operational cycle were determined based on the method presented here, showing that it is possible to help size the SBR without challenging knowledge regarding the action of sludge on organic matter, and without allowing continuous flow into the hydraulic compartment of the reactor

Eficiência do reator seqüencial em batelada (RSB) na remoção de nitrogênio no tratamento de esgoto doméstico com DQO baixa The sequencing batch reactor (SBR) efficiency in the removal of nitrogen on the treatment of domestic sewage with low COD

Este trabalho tem como objetivo avaliar a eficiência e a estabilidade do RSB na remoção de nitrogênio no tratamento de esgoto doméstico com DQO baixa. O reator utilizado no experimento possui volume de trabalho de 600 L e trata 1200 L/d de esgoto bruto em três bateladas de oito horas. A partir dos dados obtidos na pesquisa, observou-se que o reator seqüencial em batelada possibilitou a remoção média de nitrogênio total igual a 88 % no tratamento de esgoto doméstico com DQO média de 257 mg/L. A remoção de DQO foi de 90 %, a média da alcalinidade total no efluente foi 72 mgCaCO3/L e o índice volumétrico de lodo médio ficou em 86 mL/g. Estes resultados indicam que é possível utilizar RSB para o tratamento de esgoto doméstico com matéria orgânica reduzida sem comprometer a qualidade do efluente, a remoção de nitrogênio e a estabilidade operacional do sistema.<br>This work had the objective of evaluating the SBR efficiency and stability in the removal of nitrogen on the treatment of domestic sewage with low COD. The reactor used in the experiment has a working volume of 600 L, and treats 1200 L/d of raw sewage in three 8-hour cycles. From the data gathered during the research, it was realized that the SBR fostered an average removal of total nitrogen equal to 88% in the treatment of a domestic sewage with an average COD of 257 mg/L. The COD removal was 90%, the final effluent total alkalinity was 72 mgCaCO3/L, and the sludge volumetric index was 86 mL/g. The results indicate that is possible to use SBR for the treatment of domestic sewage with low organic matter without compromising the final effluent quality, the nitrogen removal ability, and the stability of the system