Reator biológico com membrana (MBR) aplicado ao tratamento de esgotos gerados por unidades residenciais unifamiliares

Dissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2016.A escolha da tecnologia apropriada para o tratamento de esgoto doméstico tem sido uma preocupação crescente devido ao interesse em proporcionar um efluente de melhor qualidade, tanto para manutenção da qualidade ambiental como para produzir água para reúso. O objetivo desta pesquisa foi o de avaliar a aplicabilidade do processo de Reator Biológico com Membrana (MBR) a sistemas provenientes de unidades residenciais unifamiliares de esgotos no Brasil e as condições em que esse processo seria recomendado. Por isso, propôs-se um sistema MBR adaptado às condições existentes nos sistemas de esgotos sanitários provenientes de unidades residenciais unifamiliares. Em seguida, para avaliar o sistema MBR proposto, foi desenvolvida uma metodologia simplificada de avaliação tecnológica de processos de tratamento de esgotos unifamiliares com uma abordagem de análise de decisão multiobjetivo e multicritério, por meio da utilização dos métodos ELECTRE III e TOPSIS. Essa metodologia foi utilizada para realizar a avaliação tecnológica dos seguintes processos e operações unitárias: (A1) Tanque séptico; (A2) Tanque séptico seguido de filtro anaeróbio; (A3) Tanque séptico seguido de Wetlands; (A4) UASB seguido por biofiltro aerado submerso; (A5) Reator UASB acompanhado por lodo ativado convencional; e (A6) Tanque séptico acompanhado por reator biológico com membrana. Esses processos foram avaliados em três cenários brasileiros: (1) Nível do lençol freático baixo e com alta permeabilidade e com risco epidemiológico e ambiental pequeno; (2) Nível do lençol freático alto e/ou com capacidade de infiltração baixa com risco epidemiológico e ambiental grande; e (3) Realização de reúso direto não potável da água em área urbana e rural. Foram estabelecidos dez critérios, subdividindo-os em quatro dimensões da Tecnologia: técnica, econômica, ambiental e social. Uma das conclusões do emprego da metodologia de análise tecnológica foi que, embora a tecnologia MBR ainda seja muito cara devido a sua complexidade e por ainda estar em fase de desenvolvimento no Brasil, ela se mostrou adequada para ser instalada em locais que sofrem com a escassez hídrica e necessitam de utilizar o efluente tratado de esgoto sanitário. Evidenciou-se que os altos custos de implantação e manutenção da tecnologia MBR influenciaram na análise tecnológica realizada. Porém, quando se tratou da possibilidade de se realizar o reúso de água, a análise demonstrou que somente o sistema MBR tem condições de atender aos critérios exigidos pelas normas e legislação vigentes.The choice of appropriate technology for the treatment of sewage has been a growing concern due to the interest in providing a better quality effluent, both for environmental quality maintenance as to produce water for reuse. The objective of this research was to evaluate the applicability of the membrane biological reactor (MBR) process for treating sewage from single-family households in Brazil and the conditions under which this process would be recommended. Therefore, an MBR system adapted to these conditions prevailing in sewage systems from single-family households was proposed. Then, to evaluate the MBR system proposed, a simplified method for technology assessment of decentralized sewage treatment processes was developed, having a multiobjective and multi-criteria decision analysis approach by using ELECTRE III and TOPSIS methods. This methodology was used to evaluate the following technological processes and unit operations: (A1) septic tank; (A2) septic tank followed by anaerobic filter; (A3) septic tank followed by Wetlands; (A4) UASB reactor followed by submerged aerated biofilter; (A5) UASB reactor accompanied by conventional activated sludge; and (A6) septic tank accompanied by membrane bioreactor MBR. These processes were evaluated in three Brazilian scenarios: (1) Low water table level and soil with high permeability and small epidemiological and environmental risk; (2) The level of the water table high and/or low soil infiltration capacity with great epidemiological and environmental risk; and (3) nonpotable direct water reuse in urban and rural areas. Ten criteria were established, subdividing them into four technological dimensions: technical, economic, environmental and social. One of the conclusions of the use of technology analysis methodology was that although the MBR technology is still very expensive, due to its complexity, and to be still under development in Brazil, it was adequate to be installed in places that suffer from water scarcity and that need to use effluent from sewage treatment. It was evident that the high implementation and maintenance costs of the MBR technology influenced the technological analysis. However, when considering the possibility of performing water reuse, the analysis showed that the MBR is the only alternative able to meet the criteria required by actual standards and law

ANÁLISE COMPARATIVA DAS ALTERNATIVAS PARA TRATAMENTO DE ESGOTOS DE RESIDÊNCIAS UNIFAMILIARES

O objetivo desta pesquisa foi analisar a aplicabilidade dos processos para tratamento de esgotos de residências unifamiliares no Brasil e as condições em que estes seriam recomendados. Foi desenvolvida uma metodologia baseada nos métodos multiobjetivo ELECTRE-III e TOPSIS. Avaliaram-se os seguintes processos: (1) Tanque séptico; (2) Tanque séptico e filtro anaeróbio; (3) Tanque séptico e Wetland; (4) UASB e biofiltro aerado submerso (BAS); (5) Reator UASB e lodo ativado convencional; e (6) Tanque séptico e Reator Biológico de Membrana (MBR). Esses processos foram avaliados em três cenários: (1) lençol freático baixo, solo com alta permeabilidade e risco epidemiológico e ambiental pequeno; (2) lençol freático alto e/ou solo com infiltração baixa e risco epidemiológico e ambiental grande; e (3) reúso direto não-potável da água. Concluiu-se que, para o Cenário 1, a melhor alternativa é Tanque Séptico seguido ou não por filtro anaeróbio. Para o Cenário 2, é mais adequado empregar Tanque Séptico seguido por filtro anaeróbio ou por Wetland. No Cenário 3, Tanque Séptico seguido por MBR e desinfecção é o ideal, mas a alternativa ótima deveria ser Tanque Séptico seguido por BAS e desinfecção, caso relaxassem-se alguns padrões de reúso de água. COMPARATIVE ANALYSIS OF ALTERNATIVES FOR TREATMENT OF SEWAGE FROM SINGLE-FAMILY RESIDENCESABSTRACTThe objective of this research was to analyse the applicability of processes for treating sewage from single-family dwellings in Brazil and the conditions under which they would be recommended. A methodology was developed based on the multi-objective ELECTRE-III and TOPSIS methods. The following processes were evaluated: (1) Septic tank; (2) Septic tank and anaerobic filter; (3) Septic tank and Wetland; (4) UASB and submerged aerated biofilter (BAS); (5) UASB reactor and conventional activated sludge; and (6) Septic tank and Biological Membrane Reactor (MBR). These processes were evaluated in three scenarios: (1) low water table, soil with high permeability, and small epidemiological and environmental risk; (2) high water table and / or soil with low infiltration, and great epidemiological and environmental risk; and (3) direct non-potable water reuse. The conclusion was that for Scenario 1 the best alternative is Septic Tank followed or not by an anaerobic filter. For Scenario 2, it is more appropriate to use a septic tank followed by an anaerobic filter or by Wetland. In Scenario 3, Septic Tank followed by MBR and disinfection is ideal, but the optimal alternative should be Septic Tank followed by BAS and disinfection, if some water reuse standards were relaxed

Caracterização de solos em uma topossequência sob terraços aluviais na região do médio rio Madeira (AM)Characterization of soils in a toposequence under alluvial terraces in the middle rio Madeira (AM)

Vários estudos preocuparam-se em investigar as relações existentes entre os atributos do solo e as paisagens em diferentes locais, neste contexto o objetivo do trabalho foi estudar a caracterização de solos em uma topossequência sob terraços aluviais na região do médio rio Madeira (AM). Estabeleceu-se um caminhamento e com base na vegetação e no relevo, a paisagem foi subdividida em quatro segmentos de vertente: a) campo natural; b) cerradão; c) floresta; e d) floresta de galeria. Foi aberta uma trincheira em cada unidade de vertente e realizado a sua caracterização morfológica, realizou-se as analises físicas (análise granulométrica, Ds, Dp e Pt) e químicas (pH em água e KCl, Ca, Mg, K, P disponivel, Al trocável, H+ Al e C orgânico). A textura do solo foi semelhante (franco argila siltosa, franco siltosa e argilo siltosa), a fração silte foi dominante em todos os solos analisados, a Pt do solo foi maior nos horizontes superficiais devido o menor valor de densidade do solo. Verificou-se que a topografia exprime solos completamente diferentes ao longo do relevo e que as mudanças deste interferem na capacidade de uso destes. Os solos foram classificados como Gleissolo Háplico, Cambissolo Háplico alítico e Cambissolo Háplico aluminico e Gleissolo Háplico. Observou-se que os solos apresentaram predominância de silte como a fração dominante. A saturação por bases e a soma de bases foram baixas, já a saturação por alumínio foi elevada em todos os solos, o que confere um caráter distrófico e álico respectivamente aos solos estudados

Avaliação das Características Quali-Quantitativa das Águas do Rio Beem, Município de Humaitá-Amazonas

O rio Beem localiza-se no Estado do Amazonas, na região Norte do Brasil, está inserido na bacia hidrográfica do Rio Madeira, no município de Humaitá. As águas desse rio são destinadas para usos múltiplos, como: balneabilidade, paisagismo, pesca ou mesmo para a realização de atividades inerentes à sobrevivência humana, bem como dessedentação de animais e irrigação em pequenas propriedades. O presente trabalho teve como objetivo avaliar as características quali-quantitativas do Rio Beem, para subsidiar informações para gestão e planejamento dos recursos hídricos da bacia. Foram realizados parâmetros físicos, químicos e bacteriológicos das águas a montante, jusante e no perímetro urbano da cidade de Humaitá-AM. Paralelamente, foi determinada a vazão a montante e jusante da área em estudo no período de cheia e vazante, utilizando o método do flutuador, por fim, foi determinado Índice de Qualidade da Água. Mediante os resultados obtidos por meio do monitoramento, as análises dos parâmetros DBO5, OD, Fósforo Total, pH e Óleos e Graxas, apresentaram de acordo com a Resolução nº 357/05 do Conselho Nacional do Meio Ambiente, para rios de classe 2. Os resultados de turbidez mantiveram-se em geral inferiores ao limite máximo indicado pela legislação vigente: 100 NTU. As concentrações de coliformes Escherichia Coli apresentaram-se valores superiores ao limite de 1000 NMP/100mL permitido pela Resolução CONAMA nº375/05 nos pontos PB4 e PB3 no mês de agosto de 2010, e nos meses de abril e junho de 2011. As maiores concentrações de coliforme totais foram no período de cheia, no mês de agosto de 2011. As vazões a montante e jusante da cidade de Humaitá-AM, mantiveram-se maiores no período de cheia por causa do aumento da precipitação na bacia. O Índice de Qualidade da Água foi classificado como ótimo e bom, para os períodos de cheia e vazante, respectivamente

Integrated monitoring of mola mola behaviour in space and time

Over the last decade, ocean sunfish movements have been monitored worldwide using various satellite tracking methods. This study reports the near-real time monitoring of finescale (< 10 m) behaviour of sunfish. The study was conducted in southern Portugal in May 2014 and involved satellite tags and underwater and surface robotic vehicles to measure both the movements and the contextual environment of the fish. A total of four individuals were tracked using custom-made GPS satellite tags providing geolocation estimates of fine-scale resolution. These accurate positions further informed sunfish areas of restricted search (ARS), which were directly correlated to steep thermal frontal zones. Simultaneously, and for two different occasions, an Autonomous Underwater Vehicle (AUV) videorecorded the path of the tracked fish and detected buoyant particles in the water column. Importantly, the densities of these particles were also directly correlated to steep thermal gradients. Thus, both sunfish foraging behaviour (ARS) and possibly prey densities, were found to be influenced by analogous environmental conditions. In addition, the dynamic structure of the water transited by the tracked individuals was described by a Lagrangian modelling approach. The model informed the distribution of zooplankton in the region, both horizontally and in the water column, and the resultant simulated densities positively correlated with sunfish ARS behaviour estimator (r(s) = 0.184, p < 0.001). The model also revealed that tracked fish opportunistically displace with respect to subsurface current flow. Thus, we show how physical forcing and current structure provide a rationale for a predator's finescale behaviour observed over a two weeks in May 2014

Avaliação das Características Quali-Quantitativa das Águas do Rio Beem, Município de Humaitá-Amazonas

O rio Beem localiza-se no Estado do Amazonas, na região Norte do Brasil, está inserido na bacia hidrográfica do Rio Madeira, no município de Humaitá. As águas desse rio são destinadas para usos múltiplos, como: balneabilidade, paisagismo, pesca ou mesmo para a realização de atividades inerentes à sobrevivência humana, bem como dessedentação de animais e irrigação em pequenas propriedades. O presente trabalho teve como objetivo avaliar as características quali-quantitativas do Rio Beem, para subsidiar informações para gestão e planejamento dos recursos hídricos da bacia. Foram realizados parâmetros físicos, químicos e bacteriológicos das águas a montante, jusante e no perímetro urbano da cidade de Humaitá-AM. Paralelamente, foi determinada a vazão a montante e jusante da área em estudo no período de cheia e vazante, utilizando o método do flutuador, por fim, foi determinado Índice de Qualidade da Água. Mediante os resultados obtidos por meio do monitoramento, as análises dos parâmetros DBO5, OD, Fósforo Total, pH e Óleos e Graxas, apresentaram de acordo com a Resolução nº 357/05 do Conselho Nacional do Meio Ambiente, para rios de classe 2. Os resultados de turbidez mantiveram-se em geral inferiores ao limite máximo indicado pela legislação vigente: 100 NTU. As concentrações de coliformes Escherichia Coli apresentaram-se valores superiores ao limite de 1000 NMP/100mL permitido pela Resolução CONAMA nº375/05 nos pontos PB4 e PB3 no mês de agosto de 2010, e nos meses de abril e junho de 2011. As maiores concentrações de coliforme totais foram no período de cheia, no mês de agosto de 2011. As vazões a montante e jusante da cidade de Humaitá-AM, mantiveram-se maiores no período de cheia por causa do aumento da precipitação na bacia. O Índice de Qualidade da Água foi classificado como ótimo e bom, para os períodos de cheia e vazante, respectivamente