Influence of thermal stratification in useful volume and in hydrodinamic behavior of stabilization pond: theoretical and experimental evaluation

Lagoas de estabilização localizadas em regiões com variações elevadas de temperatura ao longo do dia tendem a apresentar estratificação térmica, um fenômeno que altera o volume útil da lagoa. Neste trabalho, apresentam-se resultados experimentais obtidos em duas lagoas, facultativa e maturação, construídas na região central do estado de São Paulo. O acompanhamento do perfil de temperatura mostrou a ocorrência de estratificação térmica com ciclo nictimeral nas duas lagoas. Os ensaios hidrodinâmicos indicaram comportamento semelhante ao de reatores com mistura completa, com zonas mortas, volume útil de aproximadamente 60% na lagoa facultativa e 30% na lagoa de maturação. Os experimentos corroboraram os resultados teóricos obtidos com o modelo matemático para previsão da estratificação térmica.Stabilization ponds located in places that present high temperature variations along the day have a tendency to present thermal stratification, a phenomenon that changes the useful volume of the pond. This paper presents experimental results from two stabilization ponds, facultative and maturation, built in the central area of the state of São Paulo, Brazil. The observation of the temperature profile showed the occurrence of thermal stratification with the nictimeral cycle in both ponds. Hydrodynamic tests showed a pattern that resembles the behavior of complete mixing reactors with dead zones, resulting in useful volumes close to 60% for the facultative pond and 30% for the maturation pond. The experiments confirm the theoretical results obtained based on a mathematical model to predict thermal stratification.Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP

Application of sustainability indicators to stabilization ponds

A escolha de uma alternativa tecnológica para tratamento de efluentes, assim como o local para implantação deve ser precedida de um estudo de sustentabilidade do ambiente. Foi proposto um método para avaliação da sustentabilidade de estações de tratamento de esgoto, baseado nas características ambientais, sociais e econômico-financeiras dessas unidades. O método foi aplicado em três ETE, constituídas por lagoas de estabilização, localizadas nos municípios de Cajati, Jacupiranga e Pariquera-Açu, todas pertencentes à bacia do Baixo Ribeira de Iguape (SP). A falta de dados para alguns parâmetros considerados na composição dos indicadores prejudicou a obtenção de valores mais realistas. O método proposto mostrou-se de fácil visualização da condição de sustentabilidade das ETE constituídas por lagoas de estabilização.The choice of an alternative technology for effluent treatment as well as the location for deployment must be preceded by a study of environmental sustainability. A method for assessing the sustainability of wastewater treatment plants, based on environmental, social and economic-financial characteristics was proposed. The method was applied to three wastewater treatment plants using stabilization ponds, located in the municipalities of Cajati, Jacupiranga and Pariquera-Açu, all belonging to the Lower Ribeira de Iguape River basin, in the state of São Paulo, Brazil. The lack of values for some parameters considered in the formulation of indicators undermined the achievement of more realistic values. The proposed method proved to be easy to visualize the condition of sustainability of wastewater treatment stations using stabilization ponds.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq

Estudios toxicologicos como herramienta para evaluar el desempeno de un reactor anaerobio de biomasa inmovilizada

Los efluentes de la Industria de Papel y Celulosa son usualmente tóxicos y mutagénicos. Esa característica se deriva principalmente por la presencia de compuestos xenobióticos formados durante el proceso. Los parámetros globales para el análisis de la calidad del agua como: demanda química de oxigeno, carbón orgánico total, entre otros, no permiten identificar si el potencial toxicológico es remediado después de los tratamientos. El objetivo de este trabajo fue evaluar el desempeño de un reactor anaerobio horizontal de biomasa inmovilizada (RAHBI) tratando un efluente real de blanqueamiento de celulosa Kraft, por medio de ensayos de toxicidad (Daphnia similis - Ceriodaphnia silvestrii ), mutagenicidad y citotoxicidad (Allium cepa L. ). Los resultados mostraron alta sensibilidad de todos los organismos estudiados y buena capacidad del reactor anaerobio para remover compuestos que ejercen efectos tóxicos y mutagénicos. Los bioensayos estudiados representan una alternativa interesante para el análisis de la calidad del agua y para la evaluación del desempeño de tratamientos

Hydrodynamic evaluation of a UASB reactor submitted to cyclical flowrate variation

Um reator UASB em escala piloto (160 l) foi usado com o objetivo de estudar seu comportamento hidrodinâmico quando submetido a variações cíclicas senoidais da vazão afluente. Os ensaios foram realizados com traçador eosina Y para as condições operacionais: vazão média afluente constante e igual a 16 l.h-1 e tempo de detenção hidráulica de 10 h (ensaios 1 e 2), e para vazão afluente submetida à variação senoidal de 40% (ensaios 3 e 4) e de 60% (ensaio 5). A variação da concentração do traçador no efluente foi ajustada pelos modelos teóricos de dispersão de fluxo e de reatores em série. O reator UASB apresentou comportamento similar ao de reator de mistura completa para vazão média afluente constante e similar ao reator de fluxo pistonado com a aplicação das variações senoidais cíclicas, sendo que o modelo de pequena dispersão apresentou melhor ajuste matemático.A bench scale UASB reactor (160 l) was used in stimulus-response assays in order to evaluate its behaviour when submitted to cyclical sinusoidal variations of the influent flow rate. Assays were carried out with eosin Y as the tracer in different operational conditions: constant mean influent flow rate of 16 l.h-1 and hydraulic residence time of 10 h (assays 1 and 2), and influent flow rate submitted to sinusoidal variation of 40% (assays 3 and 4) and 60% (assay 5). The variation of tracer concentration in the effluent was adjusted by the theoretical models of dispersion (low and high) and N-continuous stirred tank reactors in series. Complete mixture behaviour was noted to the application of the constant influent flow rate and a plug flow one to the application of the cyclical sinusoidal variations of the influent flow rate. The low dispersion model demonstrated the best mathematical adjustment in the RTD

Método baseado em indicadores de sustentabilidade para escolha de estações de tratamento de esgoto

A incorporação da avaliação de sustentabilidade no processo decisório está se tornando uma tarefa fundamental no âmbito da gestão das águas. No entanto, quantificar ou operacionalizar a sustentabilidade pode ser um processo discutível. O papel dos indicadores de sustentabilidade é estruturar e comunicar informações sobre questões-chave e tendências consideradas relevantes para a tomada de decisão. Dentro deste contexto, o objetivo desta pesquisa é apresentar um método baseado em indicadores para a avaliação da sustentabilidade de estações de tratamento de esgoto na fase de projeto. Para isto, o conceito de biblioteca de tecnologia foi escolhido para agregar os parâmetros econômicos, sociais e ambientais dessas estações. O método aqui proposto demonstrou ter potencial para ser utilizado nas avaliações de sustentabilidade de estações de tratamento de esgoto

Análise da viabilidade técnica, econômica e ambiental das atuais formas de aproveitamento da vinhaça: fertirrigação, concentração e biodigestão

Nesse estudo resume-se a análise da viabilidade técnica, dos aspectos econômicos eambientais das tecnologias de condicionamento e aproveitamento da vinhaça maisdifundidas no Brasil e, em especial, no Estado de São Paulo: aplicação in natura nosolo (fertirrigação in natura), biodigestão e concentração. A viabilidade técnica foiconfirmada para as três tecnologias estudadas, seja pela utilização em campo, comampla vantagem para a aplicação in natura, ou pela diversificada oferta dastecnologias de biodigestão e concentração pelo mercado especializado. Quanto àviabilidade econômica, a fertirrigação in natura se demonstrou altamente lucrativa,a biodigestão, que contou com tecnologias complementares de geração de energiaelétrica para a análise de sua viabilidade, apresentou-se viável quando associadaaos queimadores e turbinas em todas as condições estudadas, no entanto, abaixodos valores de venda de energia atualizados. A tecnologia da concentração sedemonstrou completamente inviável a partir das condições econômicas utilizadas.Já na questão ambiental, a fertirrigação in natura apresentou diversas vantagens edesvantagens, ficando a sua utilização condicionada a estudos locais. Para abiodigestão e a concentração, essas tecnologias apresentaram diversos ganhosfrente à utilização in natura, sendo a primeira responsável pela mitigação dos GEE’se a segunda por uma aplicação de vinhaça mais racional e por um melhorequacionamento dos altos volumes de água utilizados pelas usinas e destilarias

Estudios toxicológicos como herramienta para evaluar el desempeño de un reactor anaerobio de biomasa inmovilizada

Effluents from pulp mill are usually toxic and mutagenic. This characteristic is mainly a consequence of xenobiotic compounds that are formed during the process. Global parameters such as chemical oxidation demand, total organic carbon and others, do not permit identify whether the toxicpotential was remedied bythe treatments or not. The objective of this research was to evaluate the performance of an horizontalflow anaerobic immobilized biomass reactor (HAIB) treating the bleaching effluent from a Kraft pulp mill using toxicological (Daphniasimilis –Ceriodaphniasilvestrii) mutagenicity and citotoxicological assays (AlliumcepaL). The results showed high sensibility of the testorganisms and capability of the anaerobic reactor to remove compounds that are exerting toxic and mutagenic effects. The bioassays represented an attractive alternative to water quality analyzes and the performanceevaluation of treatmentsLos efluentes de la Industria de Papel y Celulosa son usualmente tóxicos y mutagénicos. Esa característica se deriva principalmente por la presencia de compuestos xenobióticos formados durante el proceso. Los parámetros globales para el análisis de la calidad del agua como: demanda química de oxigeno, carbón orgánico total, entre otros, no permiten identificar si el potencial toxicológico es remediado después de los tratamientos. El objetivo de este trabajo fue evaluar el desempeño de un reactor anaerobio horizontal de biomasa inmovilizada (RAHBI) tratando un efluente real de blanqueamiento de celulosa Kraft, por medio de ensayos de toxicidad (Daphnia similisCeriodaphnia silvestrii), mutagenicidad y citotoxicidad (Allium cepa L.). Los resultados mostraron alta sensibilidad de todos los organismos estudiados y buena capacidad del reactor anaerobio para remover compuestos que ejercen efectos tóxicos y mutagénicos. Los bioensayos estudiados representan una alternativa interesante para el análisis de la calidad del agua y para la evaluación del desempeño de tratamientos

TOXICITY EVALUATION AS A TOOL TO ASSES THE PERFORMANCE OF AN ANAEROBIC IMMOBILIZED BIOMASS REACTOR

Effluents from pulp mill are usually toxic and mutagenic. This characteristic is mainly a consequence of xenobiotic compounds that are formed during the process. Global parameters such as chemical oxidation demand, total organic carbon and others, do not permit identify whether the toxic potential was remedied by the treatments or not. The objective of this research was to evaluate the performance of an horizontal-flow anaerobic immobilized biomass reactor (HAIB) treating the bleaching effluent from a Kraft pulp mill using toxicological (Daphnia similis - Ceriodaphnia sdvestrii) mutagenicity and citotoxicological assays (Allium cepa L). The results showed high sensibility of the test-organisms and capability of the anaerobic reactor to remove compounds that are exerting toxic and mutagenic effects. The bioassays represented an attractive alternative to water quality analyzes and the performance evaluation of treatments