Scielo RSS <![CDATA[Engenharia Sanitaria e Ambiental]]> http://www.scielo.br/rss.php?pid=1413-415220180006&lang=pt vol. 23 num. 6 lang. pt <![CDATA[SciELO Logo]]> http://www.scielo.br/img/en/fbpelogp.gif http://www.scielo.br <![CDATA[SIMCAP: ferramenta computacional para auxiliar a tomada de decisão sobre a implantação de sistemas de captação de águas pluviais]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1413-41522018000601027&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt RESUMO Uma das soluções encontradas para superar o problema de disponibilidade de água e preservar os recursos hídricos é o uso de água pluvial. Isso é possível por meio da captação da precipitação em áreas impermeáveis e de seu armazenamento em reservatórios que viabilizem seu uso. Essa nota técnica apresenta uma ferramenta eletrônica denominada SIMCAP, que auxilia na tomada de decisão em relação ao volume de uma cisterna a ser implantada em edificações de municípios do estado de São Paulo. Para utilizar a ferramenta é necessário fornecer: um volume de reservatório, o município onde o sistema será instalado, a categoria da edificação e a demanda de água pluvial. A ferramenta traz como resultados informações técnicas relativas ao volume de reservatório sugerido pelo usuário quanto à garantia de abastecimento, além da economia de água e financeira que resultam da implantação do sistema.<hr/>ABSTRACT One of the possible solutions to overcome the problem of availability of water and to preserve water resources is the rainwater use. This technique consists on capturing rainfall in impermeable areas and storing it in reservoirs to enable its use. This technical note presents an electronic tool, named SIMCAP, created to assist decision-making concerning the volumes of reservoirs implanted in buildings of towns of the state of São Paulo, Brazil. Therefore, the tool requires: a reservoir capacity suggestion, the municipality the system will be implemented, the building category and the rainwater demand. The tool brings results regarding the technical information about the volume of reservoir suggested by the user as guarantee of rainwater supply, water and economical savings resulted from the system. <![CDATA[Análise dos métodos de dimensionamento de reservatórios de águas pluviais sugeridos pela NBR 15527/07 com base na simulação diária]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1413-41522018000601031&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt RESUMO A fim de superar o problema de disponibilidade de água e preservar os recursos hídricos, têm sido buscadas fontes alternativas de água para satisfazer as atividades humanas. Entre as soluções encontradas, está a captação da água de chuva. Essa técnica é possível através da captação da precipitação em áreas impermeáveis e de seu armazenamento em reservatórios para viabilizar seu uso. O reservatório é, em geral, a parte mais dispendiosa da implantação desse sistema. O dimensionamento dessa estrutura pode ser realizado através de diferentes métodos, por isso, é necessário avaliar qual deles é o mais adequado. Para tanto, este trabalho analisou os métodos de dimensionamento de reservatórios sugeridos pela Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), apresentados na norma NBR 15527/07, em relação aos seus desempenhos. A análise foi feita com base nos níveis de garantia de abastecimento alcançados de acordo com o método utilizado. A partir dos resultados obtidos, foi constatado que os métodos Rippl Diário e Mensal se destacam por gerarem reservatórios associados a garantias de abastecimento elevadas (entre 98 e 100%).<hr/>ABSTRACT To overcome the problem of water availability and to preserve water resources, there have been sought alternative sources of water to supply human activities. Among the available solutions, there is rainwater harvesting. This technique is based on capturing rainfall from impermeable areas and storing it in tanks to enable its use. The tank is, usually, the most expensive part of such a system. This structure design is possible through different methods, hence the need to evaluate which of those is the most appropriate one. Therefore, this paper analyzed the sizing methods suggested by the Brazilian Association of Technical Standards (Associação Brasileira de Normas Técnicas - ABNT), presented in the technical standard NBR 15527/07, concerning their performance levels. The analysis was based on the guarantee levels of supply achieved according to the method used. From the results obtained, the Daily and Monthly Rippl methods for producing tank capacities associated with the higher supply reliability (98 to 100%). <![CDATA[Desenvolvimento e validação de método analítico para análise de 2,4-D, 2,4-DCP e 2,4,5-T para monitoramento em água de abastecimento público]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1413-41522018000601043&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt RESUMO O ácido 2,4-diclorofenoxiacético (2,4-D) é o segundo herbicida mais consumido no Brasil e seus efeitos na contaminação dos recursos hídricos e consequente risco sanitário para abastecimento público são conhecidos. O 2,4-D e seu principal produto de degradação, o 2,4-diclorofenol (2,4-DCP), apresentam potencial de desregulação endócrina, e o ácido 2,4,5-triclorofenoxiacético (2,4,5-T) é tóxico e persistente no meio ambiente. A inexistência de uma metodologia para quantificação simultânea desses compostos motivou o desenvolvimento e a validação do método de extração e concentração de amostras ambientais e a quantificação em cromatografia líquida de alta eficiência com detector de arranjo de diodos (CLAE-DAD) para análise de 2,4-D, 2,4-DCP e 2,4,5-T em água filtrada produzida em estação de tratamento de água e água de manancial superficial. Os resultados de extração em fase sólida e a concentração da amostra demonstraram recuperação de 89 a 119%, e desvio padrão entre 0,9 e 11,4%. Para os ensaios de identificação e quantificação, os limites de detecção variaram entre 0,17 e 0,51 µg.L-1 e limite de quantificação de 1,0 µg.L-1. Os resultados mostraram que é possível empregar esse método na quantificação do 2,4-D, do 2,4-DCP e do 2,4,5-T em monitoramento ambiental e em sistemas de abastecimento de água atendendo às legislações brasileiras.<hr/>ABSTRACT The 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) is the second most consumed herbicide in Brazil and their effects in the contamination of the water resources and consequent sanitary risk for public supply are known. The 2,4-D and its main degradation product, 2,4-dichlorophenol (2,4-DCP), have the potential for endocrine disruption and 2,4,5-trichlorophenoxyacetic acid (2,4,5-T) is toxic and persistent in the environment. The absence of a methodology that simultaneously determines these compounds led to the development and validation of the solid phase extraction method, environmental samples concentrations, identification and quantification in HPLC-DAD for 2,4-D, 2,4-DCP and 2,4,5-T analysisin filtered water, produced at water treatment plants, and surface water. The extraction essay and samples concentration showed recovery from 85 to 119%, standard deviation between 0.9 and 11.4%. For identification and quantification essays, detection limits ranged between 0.17 and 0.51 µg.L-1 and the quantification limit was 1.0 µg.L-1. The results showed that it is possible to employ this method for the quantification of 2,4-D, 2,4-DCP and 2,4,5-T in environmental monitoring and in water supply systems taking account of Brazilian regulatory agencies <![CDATA[Adsorção do corante vermelho congo em solução aquosa com sílica aminofuncionalizada]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1413-41522018000601053&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt ABSTRACT This study investigates the potential use of amino-functionalized silica gel as an adsorbent for the recovering of congo red dye from aqueous solution. The effects of pH, contact time, and temperature were determined and evaluated. Equilibrium isotherms were also studied. The adsorption kinetics was modeled by pseudo-first order and pseudo-second order. Furthermore, desorption of congo red was preliminarily studied. The pH range from 4.5 to 7.0 was favorable for the adsorption of congo red onto amine modified silica at 25ºC. Higher adsorption capacity was obtained at 50ºC. Langmuir and Freundlich models were fitted to the adsorption equilibrium data. The best fittings were obtained with the pseudo-second order and Langmuir model for kinetics and equilibrium, respectively. Desorption studies suggest that ion exchange might be the major mode of adsorption. KOH solution was the best desorbing agent for recovering the adsorbed dye.<hr/>RESUMO Este estudo investiga o potencial uso de sílica gel aminofuncionalizada como adsorvente para a recuperação de corante vermelho congo em solução aquosa. Efeitos do pH, do tempo de contato e da temperatura foram determinados e avaliados. As isotermas de equilíbrio também foram estudadas. A cinética de adsorção foi modelada por pseudoprimeira ordem e pseudossegunda ordem. Além disso, a dessorção do vermelho congo foi preliminarmente estudada. O intervalo de pH de 4,5 a 7,0 foi favorável para a adsorção do corante pela sílica modificada com amina a 25ºC. Obteve-se maior capacidade de adsorção a 50ºC. Modelos de Langmuir e Freundlich foram ajustados aos dados de equilíbrio de adsorção. Os melhores resultados foram obtidos com a pseudossegunda ordem e o modelo de Langmuir para cinética e equilíbrio, respectivamente. Estudos de dessorção sugerem que a troca iônica pode ser o principal modo de adsorção. O hidróxido de potássio foi o melhor agente de dessorção para recuperar o corante adsorvido. <![CDATA[Identificação de micro-organismos presentes em sistemas de biolixiviação de cobre a 35 e 50°C]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1413-41522018000601061&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt RESUMO A biolixiviação de minérios de baixo teor e com elevado conteúdo de impurezas tem se mostrado alternativa importante para o aproveitamento destes, uma vez que a recuperação do metal por métodos pirometalúrgicos convencionais mostra-se economicamente inviável. A identificação e quantificação dos micro-organismos capazes de promover a biolixiviação mostram-se estratégicas para alcançar bons rendimentos no controle do processo e na recuperação de metais. Nesse sentido, as técnicas de biologia molecular são as ferramentas mais utilizadas para tal propósito. Este trabalho, utilizando técnicas de reação em cadeia da polimerase (PCR), polimorfismos de comprimento dos fragmentos de restrição (RFLP) e reação em cadeia da polimerase seguida de eletroforese em gel com gradiente desnaturante (PCR-DGGE), mostrou que a diversidade nas colunas de biolixiviação de cobre estudadas é baixa e que a temperatura é importante na manutenção de determinadas espécies, havendo predominância de Acidithiobacillus ferroxidans a 35°C e de Sulfobacillus thermosulfidooxidans a 50°C.<hr/>ABSTRACT Bioleaching is an alternative to pyrometallurgy for the production of metals from low-grade ores containing high level of impurities, once that live pyrometallurgical methods are economically unfeasible. The quantification and identification of those microorganisms related to bioleaching is an important strategy for process control and thus metal recovery. In this regard, molecular biology is one of the main techniques utilized for such objective. This study applied PCR, RFLP and PCR-DGGE techniques to show that the microbial diversity in copper bioleaching columns under investigation is low and the temperature is important to define the species found, with predominance of Acidithiobacillus ferroxidans, at 35°C and Sulfobacillus thermosulfidooxidans at 50°C. <![CDATA[Granulação natural em reator operado em bateladas sequenciais: características dos grânulos e desempenho no tratamento de esgoto sanitário]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1413-41522018000601067&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt RESUMO Os reatores operados em bateladas sequenciais (RBS) com biomassa granular aeróbia são uma tecnologia compacta e promissora no tratamento de águas residuárias. Porém, sua utilização com esgoto sanitário ainda é um desafio, devido à instabilidade e desintegração dos agregados. O presente trabalho avaliou a granulação da biomassa em um RBS em escala piloto, sem a adição de inóculo, para o tratamento de esgoto sanitário. O estudo foi dividido em três estratégias operacionais com ciclos compostos pelas fases: enchimento, anóxica, aeróbia, sedimentação, descarte e repouso. Trabalhou-se com variações no tempo dos ciclos, 4 horas (estratégias I e II) e 6 horas (estratégia III), e na fase anóxica, 13, 30 e 90 minutos nas estratégias I, II e III, respectivamente. O desenvolvimento dos grânulos ocorreu de forma natural, sem inoculação, e o reator tratou o esgoto sanitário atendendo às exigências nacionais de padrões de lançamento de efluentes. As características do lodo granular aeróbio e o desempenho do reator no tratamento de esgoto melhoraram com o aumento da fase anóxica. Grânulos (200 a 400 µm) compreenderam mais de 80% da biomassa com boas características de sedimentabilidade (a razão entre os índices volumétricos de lodo após 30 e 10 minutos de sedimentação - IVL30/IVL10 - esteve entre 0,7 e 1,0) na estratégia III. As variáveis de maior relevância no processo foram a razão IVL30/IVL10 e a razão entre a demanda química de oxigênio solúvel do efluente e do anóxico (DQOS efluente/DQOS anóxico), polissacarídeos e temperatura, indicando a importância desses parâmetros para a manutenção da estabilidade operacional de um RBS com grânulos.<hr/>ABSTRACT Sequencing batch reactor (SBR) with aerobic granular biomass is a compact and promising technology in wastewater treatment. However, its use for sanitary sewage is still a challenge due to the instability and disintegration of the aggregates. The present work evaluated the biomass granulation in a pilot SBR, without addition of inoculum, for sanitary sewage treatment. The study was divided into three operational strategies with cycles composed by the phases of: filling, anoxic, aerobic, settling, effluent withdrawal and idle. The variations in the operational cycle time were: 4 hours (strategies I and II) and 6 hours (strategy III); and anoxic phase of 13, 30 and 90 minutes in strategies I, II and III, respectively. The granules development occurred in a natural way, without inoculation, and the reactor treated the sanitary wastewater meeting the national requirements of effluent discharge standards. The characteristics of the aerobic granular sludge and the reactor’s performance improved with the anoxic phase increase. Granules (200-400 µm) were more than 80% of the biomass with good sedimentation characteristics (SVI30/SVI10 ratio between 0.7-1.0), in strategy III. The greatest relevance variables for the process were SVI30/SVI10 and COD Effluent/CODS Anoxic ratios, polysaccharides and temperature, indicating the importance of these parameters for the maintenance of the operational stability of granular SBR. <![CDATA[Avaliação da sobrevivência de indicadores bacterianos e vírus durante higienização de lodo de esgoto por secagem térmica em estufa agrícola]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1413-41522018000601079&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt RESUMO O presente trabalho objetivou avaliar o processo de secagem térmica de lodos de esgoto em estufa agrícola com vistas à inativação bacteriana e de vírus, além do comportamento de colifagos somáticos como indicadores desses organismos. Cada volume de lodo de esgoto excedente descartado de reator upflow anaerobic sludge blanket (UASB) foi desaguado em leito de secagem por 14 dias e direcionado para secagem em estufa agrícola correspondeu a um lote (L) de lodo. Entre fevereiro e novembro de 2015, foram tratados 9 lotes (L1 a L9) por, em média, 13 semanas. O pH se manteve estável na maioria deles (entre 5,0-6,0). Após, aproximadamente, 60 dias de tratamento, todos os lotes apresentavam umidade abaixo de 10%, exceto L3 e L4 (10-25%). O tempo necessário para atingir 90% de sólidos totais (ST) variou entre 40-50 (L1 e L7), 60 (L5 e L6) e 85-100 (L2, L3 e L4) dias. Os lotes levaram, em média, 50-60 dias para alcançarem níveis de E. coli iguais ou menores a 1x103 número mais provável (NMP)/g de ST. A detecção de colifagos somáticos foi baixa e eventual. O ensaio de inoculação mostrou decaimento rápido de vírus (Poliovírus 1 Sabin), mas colifago somático Phi X174 mostrou-se mais persistente nas três temperaturas avaliadas (estufa agrícola, controladas em laboratório - 30 e 60°C). O tratamento térmico de lodo de esgoto em estufa agrícola se apresentou como simples e eficiente na obtenção de produto granulado, seco e com níveis de redução da contaminação bacteriana atendendo ao parâmetro estabelecido como seguro para uso agrícola conforme a legislação brasileira.<hr/>ABSTRACT The aim of the study was to evaluate the thermic drying of sewage sludge in agricultural greenhouse, in order to inactivate bacterial and virus, and to evaluate the behavior of somatic coliphages as indicator of these organisms. Each volume of excess sewage sludge discarded from UASB reactor, drained in a drying bed for 14 days and directed to thermic drying treatment in greenhouse corresponded to a batch (B) of sludge. Between February and November 2015, nine batches (L1 to L9) were treated for an average of 13 weeks. Most batches kept the pH between 5.0-6.0. After about 60 days of treatment, all batches showed humidity below 10%, except B3 and B4 (10-25%). The time required to reach 90% of total solids ranged between 40-50 (B1 to B7), 60 (B5, B6) and 85-100 (B2, B3 and B4) days. On average, levels of E. coli reduced to &lt;1x103 NMP/g TS after 50-60 days of treatment. The detection of somatic coliphages was low and eventual. Tests of inoculation showed rapid decay of virus (Sabin 1 strain poliovirus), but somatic coliphage Phi X174 was more persistent in the three temperatures evaluated (greenhouse, laboratory controlled 30 and 60°C). The thermic drying treatment of sewage sludge in agricultural greenhouse was presented as simple and efficient in obtaining granulated and dried product, and in reducing bacterial contamination levels given the parameter set as safe for agricultural use under the Brazilian law. <![CDATA[Materiais alternativos como meio suporte de filtros anaeróbios para tratamento de esgoto sanitário sintético]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1413-41522018000601091&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt RESUMO O tipo de material utilizado como recheio em filtros anaeróbios pode ser determinante na eficiência do tratamento, então a avaliação de novos materiais se torna importante. Assim, o objetivo deste trabalho foi estudar o comportamento de três filtros anaeróbios de fluxo ascendente, operados de modo contínuo, preenchidos com carvão ativado, cerâmica de argila e borracha de pneu, no tratamento de água residuária sintética com glicose como substrato. Os filtros, em escala de bancada (1,3 L), foram operados com tempo de detenção hidráulica (TDH) de oito e quatro horas, em duas etapas. Seu desempenho, avaliado com o emprego dos parâmetros pH, alcalinidade total e bicarbonato e ácidos voláteis, foi estável nas duas etapas de operação. O filtro que obteve maior eficiência em termos de remoção de demanda química de oxigênio (DQO) foi o com carvão ativado, 94 e 81% nas etapas I e II, respectivamente, seguido do com borracha de pneu, 88 e 63%, e do com cerâmica de argila, 81 e 61%, ambos nas etapas I e II, respectivamente. As principais morfologias encontradas nos meios suportes foram bacilos, cocos, filamentos, Methanosaeta sp. e Methanosarcina sp. As diferenças obtidas entre os filtros podem ser relacionadas com as características distintas de cada material utilizado como meio suporte, e as diferenças entre as etapas ocorrem pelo aumento da carga hidráulica, que diminui o tempo de retenção celular, assim como eventuais diferenças de temperatura.<hr/>ABSTRACT The type of material used as packing in anaerobic filters may be a determinant factor in the treatment efficiency, so the evaluation of new materials is important. Thus, the objective of this study was to study the behavior of three upflow anaerobic filters, filled with charcoal, clay pottery and tire rubber, in the treatment of synthetic wastewater with glucose as substrate. The filter, in bench scale (1.3 L), was operated at a HRT of 8 and 4 hours, in two phases. The performance of the filters, in terms of pH, total alkalinity and bicarbonate and volatile acids was stable during the two operational phases. The best filter in terms of COD removal efficiency was the one with activated carbon, 94 and 81%, in Phases I and II, respectively, followed by tire rubber filter, 88 and 63%. The lowest efficiency obtained was the ceramic clay filter, with 81 and 61%, in Phases I and II, respectively. The main morphologies found were bacilli, cocci, filaments, Methanosaeta sp. and Methanosarcina sp. The differences obtained between filters are related to the different characteristics of each material, and the differences between phases are due to the hydraulic load increase and subsequent cellular retention time decrease, as well as an eventual temperature difference. <![CDATA[Esporos de bactérias aeróbias são bons indicadores da eficiência do tratamento de água? Um estudo exploratório]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1413-41522018000601103&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt RESUMO Apresentam-se e discutem-se neste trabalho os resultados do monitoramento de esporos de bactérias aeróbias em uma estação de tratamento de água de ciclo completo em escala real. Os esporos foram removidos de forma consistente e efetiva ao longo das etapas do tratamento, somando cerca de 3 log em média no ciclo completo. A etapa de clarificação da água (decantação e filtração) foi a principal responsável pela remoção de esporos: 0,65 log na decantação e 1,71 log na filtração, em valores médios. Os esporos mostraram-se resistentes à cloração, mas ainda assim foi alcançada inativação média de 0,8 log. Infere-se que esporos de bactérias aeróbias são bons indicadores da eficiência do tratamento da água em ciclo completo (clarificação e desinfecção por cloração) e exibem potencial de uso como indicadores da remoção/inativação (clarificação e desinfecção por cloração) de cistos de Giardia e de remoção por clarificação de oocistos de Cryptosporidium.<hr/>ABSTRACT The results of monitoring aerobic spore-forming bacteria in a field-scale conventional water treatment plant are presented and discussed herein. Spores were consistently and effectively removed throughout the treatment steps, totaling approximately 3 log-unit complete removal. The clarification steps (sedimentation + filtration) accounted for most of the spore removal: 0.65 log by sedimentation and 1.71 log by filtration - average values. Although the spores proved to be rather resistant to chlorination, a 0.8 log-unit reduction by inactivation was achieved. It is suggested that spores of aerobic spore-forming bacteria are useful indicators for evaluating overall water treatment plant performance (clarification and disinfection by chlorination), and can potentially be used as removal/inactivation indicators (clarification and disinfection by chlorination) of Giardia cysts, and removal by clarification of Cryptosporidium oocysts. <![CDATA[Ensaio em colunas de solo para estudo da influência dos resíduos finos de rochas ornamentais na qualidade da água]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1413-41522018000601111&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt RESUMO A geração de resíduos finos provenientes do processo de beneficiamento de rochas ornamentais cresce na mesma proporção da produção de chapas para a construção civil. A adoção de medidas preventivas, remediadoras e punitivas está atrelada ao conhecimento do verdadeiro potencial que esses materiais têm para causar impactos negativos ao ambiente. O objetivo deste trabalho foi simular, em laboratório, possíveis alterações na qualidade da água de recarga de aquíferos provocadas pela disposição inadequada desses resíduos. Foram realizados testes de percolação de água em colunas de solo recoberto por resíduos com diferentes taxas de umidade: resíduos sem tratamento, saídos diretamente do tear (TE); resíduos que passaram por filtro prensa (FP) para redução de umidade e resíduos secos em leito de secagem (LS). A água de percolação foi analisada para avaliar alterações em comparação com um branco ou testemunha. Não foram detectadas alterações significativas no pH da água percolada em nenhum dos casos estudados. Porém, no tratamento TE houve alterações em vários parâmetros de qualidade. A água percolada através do resíduo FP se assemelhou àquela do TE em alguns parâmetros e à do LS em outros. ­Conclui-se que os resíduos saídos diretamente da boca do tear possuem alto potencial de degradação da qualidade da água, mas a redução de umidade é eficaz para reduzir os riscos ambientais. O uso de LS pode ser um método tão eficaz quanto o FP, se conduzido de forma adequada e respeitando as normas legais.<hr/>ABSTRACT The generation of fine wastes from cutting of ornamental stones grows at the same rate of plate production for civil construction. The adoption of safe, remediating and punitive measures are linked to the knowledge of the actual potentiality that these materials have for causing negative impacts to the environment. The aim of this work was to simulate, in laboratory, possible alterations in the recharging groundwater quality provoked by the improper disposal of these wastes. We conducted tests of percolating water through soil columns covered by wastes with different humidity rates: wastes without treatment, outgoing directly from the looms (TE); wastes that passed by filter press for humidity reducing (FP) and wastes dried in a drying pond (LS). Percolated water was analyzed to evaluate alterations of its quality in relation to a blank (B) or control. Significant changes did not occur in pH-values of percolated water in any of the cases studied. However, many water quality parameters were changed during TE treatment. The water percolated through FP residues was similar to that of the looms in relation to some parameters and with the LS wastes, in others. We concluded that the wastes that just left the loom have high potential for changing water quality, but the reduction of waste´s humidity is efficient for minimizing environmental risks. The use of drying bed could be as efficient as the filter press, if conducted in a proper form and according to legal regulations. <![CDATA[Regras operativas ótimas do Sistema Cantareira para um período crítico de vazões]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1413-41522018000601121&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt RESUMO O Sistema Cantareira (SC), um dos maiores sistemas produtores de água do Brasil, enfrentou um período de forte seca entre os anos de 2013 e 2014, o que comprometeu não só o atendimento a 9 milhões de pessoas na Região Metropolitana de São Paulo (RMSP) como também as bacias a jusante. Este estudo tem o objetivo de propor modelos de programação dinâmica (PD) para operação ótima do SC, considerando o período crítico de 2011 a 2015. Nesse contexto, foram formulados um modelo de otimização livre e um modelo de otimização baseado em uma regra de operação por faixas. Ambos os modelos apresentaram desempenho superior à operação realizada quanto ao volume armazenado e quanto ao atendimento às demandas. O modelo de otimização livre apresentou fornecimento médio de 29,40 m3.s-1 para RMSP e de 9,30 m3.s-1 e de 18,70 m3.s-1 para as bacias a jusante, representadas pelos pontos de controle Jb e Jv, respectivamente. A regra de operação por faixas forneceu vazões médias de 28,50 m3.s-1 para a RMSP, de 9,40 m3.s-1 para Jb e de 19,30 m3.s-1 para Jv.<hr/>ABSTRACT The Cantareira System (CS), one of Brazil’s biggest water producing systems, went through a period of severe drought from 2013 to 2014, compromising not only the 9 million people in the Metropolitan Region of São Paulo (MRSP), but also the downstream basins. This paper aims to propose Dynamic Programming (DP) models for optimal operation of the CS, considering the critical period from 2011 to 2015. In this context, an unconstrained operation optimization model and a rule-based operation optimization model were formulated. Both optimized models presented superior performance when compared to the real operation regarding final storage volumes and guaranteeing the attendance of water demand. The unconstrained operation optimization model provided average supply of 29,40 m3.s-1 for MRSP, and of 9,30 m3.s-1 and 18,70 m3.s-1 for the downstream basins represented by control points, Jb and Jv respectively. The rule-based operation model provided average supply of 28,50 m3.s-1 to MRSP, of 9,40 m3.s-1 to Jb, and of 19,30 m3.s-1 to Jv. <![CDATA[Caracterização e avaliação de fatores que determinam a remoção de microcistina-LR em carvão ativado granular produzido a partir de diferentes matérias-primas]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1413-41522018000601131&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt RESUMO As microcistinas (MC), que estão entre as cianotoxinas mais encontradas em florações de cianobactérias, não são eficientemente removidas pelas tecnologias do ciclo completo de tratamento de água. Como barreira adicional para sua remoção, destaca-se o processo de adsorção com carvão ativado granular (CAG). Esta pesquisa comparou a eficiência de remoção de MC-LR por sete CAG produzidos a partir de diferentes matérias-primas, analisando as propriedades das amostras: umidade, teor de cinzas, pH e características texturais. Inicialmente, os resultados indicaram que as propriedades dos CAG foram influenciadas pelo material de origem, assim como pelo método de produção. Nos ensaios de adsorção, o modelo de Langmuir indicou que, em quatro horas, com dosagem de 100 mg.L-1, o CAG de linhito (CGLIN) apresentou a maior capacidade de remoção (97,2%) de MC-LR (Co: 115,1 µg.L-1), com qe,máx de 10,6 mg.g-1. O volume de mesoporos influenciou significativamente a capacidade adsortiva de MC dos carvões avaliados (r=0,98, Pearson). Esses resultados podem oferecer subsídios para a aplicação do processo de adsorção de MC-LR em estações de tratamento de água (ETA) para a minimização de intoxicações por água contaminada.<hr/>ABSTRACT Microcystins (MC), which are among the cyanotoxins more commonly found in cyanobacterial blooms, are not efficiently removed by full-cycle water treatment technologies. As an additional barrier, there is the adsorption process with granular activated carbon (GAC). This research compared the efficiency of MC-LR removal by seven GACs produced from different raw materials, analyzing these samples’ properties: moisture, ash content, pH and textural characteristics. Initially, the results indicated that the GAC properties were influenced by the source material, as well as by the production method. In the adsorption assays, the Langmuir model indicated that in 4h, with 100 mg.L-1 dosage, the granular activated carbon of lignite (CGLIN) had the highest MC-LR (Co: 115.1 µg.L-1) removal capacity (97.2%), with qe,max of 10.6 mg.g-1. The volume of mesopores significantly influenced the adsorption capacity of microcystin by the evaluated GACs (r=0.98, Pearson). These results can support the application of the MC-LR adsorption process in water treatment plants to minimize intoxication with contaminated water. <![CDATA[Produção de bioflocos em sistema de lodos ativados tratando efluente de carcinicultura]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1413-41522018000601143&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt ABSTRACT The release of wastewater and the shrimp feed cost are the main challenges faced by the shrimp farming industry. An alternative solution to both problems is biofloc production in a unit external to the farm, in an activated sludge system for effluent treatment. The treatment system’s influent was composed of the shrimp farm wastewater supplemented with urea and sugarcane molasses. The results show that the average removal of chemical oxygen demand was 71% and the average biofloc production in the reactor was approximately 1.5g.L-1. Adding molasses to the influent contributed to the increase in the quantity and diversity of existing microorganisms that are beneficial to cultured shrimp. The mass balance of nitrogen compounds confirmed that nitrification occurred in the system. Therefore, the use of the activated sludge system is a viable and environmentally suitable alternative to produce bioflocs and shrimp farming effluent treatment.<hr/>RESUMO A geração de efluentes e o custo com a alimentação do camarão são os principais desafios enfrentados pela carcinicultura. Uma solução conjunta para ambos os problemas é a produção de bioflocos em um sistema de lodo ativado para tratamento de efluentes. Neste trabalho, o afluente ao sistema estudado era composto pelas águas residuais do cultivo de camarão suplementadas com ureia e melaço de cana-de-açúcar. Os resultados mostraram que a remoção média de demanda química de oxigênio foi de 71% e a produção média de bioflocos no reator foi de aproximadamente 1,5 g.L-1. A adição de melaço ao afluente contribuiu para o aumento da quantidade e da diversidade de microrganismos benéficos para a produção de camarão. Houve remoção de amônia e nitrificação confirmada pelo balanço de massa. Portanto, a utilização do sistema de lodos ativados é uma alternativa viável e ambientalmente adequada para produzir bioflocos e tratar efluentes de cultivo de camarão. <![CDATA[Otimização do dimensionamento em sistemas de bombeamento fotovoltaico: validação de modelo em sistema piloto na comunidade rural de Rio Belo, Orleans (SC)]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1413-41522018000601153&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt RESUMO A gestão dos recursos hídricos e energéticos é o principal desafio que a sociedade contemporânea enfrenta atualmente. Água e energia são fatores fundamentais para o desenvolvimento socioeconômico das comunidades, principalmente aquelas situadas em locais remotos, e, nesse cenário, a falta de energia é o aspecto mais preocupante. Os sistemas de bombeamento fotovoltaico apresentam vantagens para a inserção em comunidades isoladas, como fácil instalação e pouca manutenção durante o ciclo de vida, porém o dimensionamento inadequado pode gerar gastos desnecessários ou comprometer o abastecimento de água. Simular o desempenho favorece a concepção de sistemas e permite alcançar a otimização técnica e econômica em projetos da referida tecnologia. O estudo propõe um modelo matemático de simulação e a utilização do generalized reduced gradient (GRG) e de dados regionais de radiação solar, de consumo de água, de produtividade de poços e de capacidade do sistema de bombeamento para obter a referida otimização. A validação do respectivo modelo foi realizada em um sistema piloto, localizado em uma comunidade rural no município de Orleans, no Estado de Santa Catarina. A localidade apresenta uma das menores médias de radiação anual no país, aproximadamente 4,5 kWh.m-2/dia. A simulação efetuada nas condições naturais do sistema piloto mostrou resultados bem próximos do comportamento monitorado, evidenciando, assim, a eficiência do modelo. O uso da ferramenta auxilia no processo de tomada de decisão quanto à concepção de projetos, além de beneficiar as comunidades com acesso à água e à energia, trazendo benefícios em todas as esferas: social, ambiental e econômica.<hr/>ABSTRACT The management of water and energy resources are the main challenges that contemporary society faces nowadays. Water and energy are fundamental factors for socio-economic development of the communities, especially those in remote locations, and in this case the lack of energy is the most worrying aspect. Solar photovoltaic pumping systems have advantages for insertion in isolated communities, such as easy installation and low maintenance during the life cycle, but inappropriate sizing can create unnecessary costs or affect the water supply. Simulating performance favors the system’s sizing and allows achieving technical and economic optimization of these technology projects. This study proposes a mathematical model of simulation, use of the Generalized Reduced Gradient (GRG), solar radiation regional data, and water consumption, wells’ productivity and pumping system capacity to obtain this optimization. The model was validated in a pilot system, located in a rural community in the city of Orleans, State of Santa Catarina, Brazil. The place has one of the lowest average annual radiation in the country, approximately 4.5 kWh / m2.day. The simulation performed in the natural pilot system conditions presented results very close to the monitored behavior, thus demonstrating its efficiency. Using this tool assists in the decision-making process in designing projects and benefits the communities with access to water and energy, bringing benefits in all spheres: social, environmental and economic. <![CDATA[Proposição de sistema de indicadores de desempenho operacional de estações de tratamento de água à luz do prestador de serviço: aplicação a cinco estações de ciclo completo]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1413-41522018000601163&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt RESUMO O principal objetivo desta pesquisa consistiu em desenvolver e aplicar um sistema de indicadores de desempenho direcionado a estações convencionais de tratamento de água com base na visão do prestador de serviço. A metodologia abrangeu três etapas principais: (i) definição dos indicadores e justificativa; (ii) formulação e aplicação do sistema de indicadores a um conjunto de cinco estações de pequeno porte (vazões nominais de 20 a 60 L.s-¹) operadas pelo mesmo prestador; (iii) análise estatística a partir dos resultados de cálculo dos indicadores visando identificar eventuais sobreposições. O sistema proposto abarcou 13 indicadores de desempenho, calcados em parâmetros comumente inseridos na rotina operacional das estações de tratamento brasileiras.<hr/>ABSTRACT The main objective of this research was to develop and apply a performance indicator system focusing on conventional water treatment plants, based on the service provider’s point of view. The methodology comprised three principal steps: (i) definition of indicators and justification; (ii) development and application of the indicator system to five small plants (flow rate from 20 to 60 L.s-1) operated for same provider; (iii) statistical analysis of the results, aiming to identify overlapping among the proposed performance indicators. The system comprised 13 performance indicators whose application is based on parameters usually monitored in the vast majority of Brazilian plants. <![CDATA[Diagnóstico de áreas contaminadas pela disposição final de resíduos sólidos no município de Paço do Lumiar (MA)]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1413-41522018000601173&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt RESUMO A disposição final de resíduos sólidos é considerada uma fonte potencial de contaminação e tem merecido destaque em função dos problemas ambientais e socioeconômicos que pode gerar. O município de Paço do Lumiar, no Maranhão, utiliza um lixão como forma de disposição de resíduos sólidos urbanos mesmo após ter cessado o prazo para o fim dos lixões no Brasil conforme a Política Nacional de Resíduos Sólidos, Lei Federal nº 12.305, de 2 de agosto de 2010. Em virtude disso, este estudo teve como objetivo detectar áreas contaminadas pela disposição de resíduos sólidos em Paço do Lumiar com base na metodologia do Manual de Gerenciamento de Áreas Contaminadas do projeto CETESB/GTZ (1999), utilizando os compartimentos ambientais solo e água superficial como objetos de análise. Assim, verificou-se que o lixão tem contribuído para a contaminação do solo com metais pesados no local de disposição e a 200 m a sua jusante, o que pode significar contaminação potencial da água subterrânea em virtude de a geologia local e o solo arenoso serem facilitadores no processo de transporte de contaminantes. Já a análise da água superficial revelou que a disposição de resíduos sólidos pode estar contribuindo menos que outras fontes de contaminação, destacando-se, nesse contexto, os efluentes gerados pelas comunidades que ocupam a bacia. Portanto, como a contaminação verificada compromete alguns usos da terra (residencial e agrícola), estudos posteriores poderão contemplar o processo de remediação de áreas contaminadas conforme material da CETESB/GTZ (1999) para que medidas corretivas minimizem os impactos ambientais na região.<hr/>ABSTRACT The final disposal of solid waste is considered a potential source of contamination and has been highlighted due to the environmental problems and socioeconomic factors that it can generate. The municipality of Paço do Lumiar, Maranhão, uses a garbage dump as a way of disposing urban solid waste, even after the deadline for the end of dumps in Brazil, as established by the National Solid Waste Policy, Federal Law No. 12,305, dated August 2, 2010. As a result, the objective of this study was to detect areas contaminated by disposal of solid waste in Paço do Lumiar, based on the Workshop Management of Contaminated Areas’ methodology, a part of the project CETESB/GTZ (1999), using the environmental compartments soil and surface water as objects of analysis. Thus, it was found that the garbage dump has contributed to the contamination of soil with heavy metals in the place of provision and 200m to its downstream, which can mean potential contamination of ground water due to the local geology and the fact that sandy soil facilitates the process of transporting contaminants. The analysis of the surface water revealed that the disposal of solid waste can contribute less than other sources of contamination, highlighting in this context those generated by the communities that occupy the basin. Therefore, as the verified contamination compromises some land uses (residential and agricultural), further studies may contemplate the remediation process of these contaminated areas according to the CTESB/GTZ (1999) material for stablishing measures to minimize this region’s environmental impacts. <![CDATA[Avaliação da eficiência de molhes guia-corrente curvos na Baía de Santos, São Paulo: modelagem física]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1413-41522018000601185&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt RESUMO Atualmente, o Porto de Santos é o maior da América Latina, e encontra-se em processo de aprofundamento de seu canal de acesso, prevendo alcançar os 17 m DHN como meta final. Especificamente para o trecho da barra marítima que hoje é mantida somente por dragagem, espera-se um incremento significativo no volume de dragagem de manutenção. Nesse sentido, este trabalho empregou a modelagem física para avaliar a eficácia de molhes guia-corrente curvos na manutenção de profundidades ao longo do trecho da barra marítima do canal do Porto de Santos, seu impacto na dispersão da pluma de efluentes do emissário submarino existente na baía e sua influência na praia adjacente ao molhe. Como resultado, verificou-se que a introdução dos molhes tornaria possível manter as profundidades do canal de acesso na transposição da barra com um volume de dragagem de manutenção muito inferior ao atual, que o aumento da extensão original do emissário submarino em 1,2 km não só reduziria a influência da presença dos molhes, como melhoraria a dispersão dos efluentes para o largo em relação à situação original. Além disso, a presença dos molhes induz uma acreção marinha que tende a proteger a região adjacente à embocadura que hoje sofre um severo processo erosivo. Por fim, o estudo realizado indica ser plenamente viável a adoção de obras fixas para a transposição da barra marítima do Porto de Santos, podendo configurar-se como uma opção economicamente mais atraente do que a atual, para manter profundidades de 17 m DHN.<hr/>ABSTRACT Currently, the Port of Santos is the largest in Latin America, and its access channel is in the process of deepening, intending to reach 17 m DHN as an ultimate goal. Specifically for the maritime bar section, which is now maintained only by dredging, a significant increase in the volume of maintenance dredging is expected. The current study applied the physical modelling to evaluate the effectiveness of two curved jetties in the maintenance of depth along the inlet entrance of Santos channel, its impact on the dispersion of the plume of effluents from the existing outfall and its influence on the beach adjacent to the proposed right jetty. As a result, the jetties’ layout could maintain the access channel’s depth with a much lower volume of dredging than the current maintenance requires. It was found that the increase of 1.2 km on the outfall’s original length would not only reduce the influence of the jetties’ presence, but also improve significantly the dispersion of effluents in comparison to the original situation. Moreover, the presence of the jetties induces a marine accretion that tends to protect the region adjacent to the inlet, which is currently suffering a severe erosion process. Finally, the study shows that it is completely feasible to adopt the curved jetties to transpose the Port of Santos’ maritime bar, which may be configured as an economic and attractive option to maintain depths of 17 m DHN. <![CDATA[Ocorrência de fármacos e desreguladores endócrinos em esgoto bruto e tratado na cidade de Belo Horizonte (MG)]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1413-41522018000601199&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt RESUMO Os compostos de preocupação emergente (contaminants of emerging concern - CECs) atingem constantemente os corpos d’água via lançamento de esgoto sanitário, efluentes industriais e lixiviados de aterro, disposição inadequada de resíduos sólidos e escoamento superficial, ocasionando a poluição dos cursos d’água. Geralmente estes se encontram em concentrações da ordem de nanograma por litro ou micrograma por litro, dificultando sua análise ou onerando esse processo, demandando, assim, o desenvolvimento de técnicas de preparo e extração. Nesse contexto, destaca-se a Partição a Baixa Temperatura (EPBT), que se baseia na partição do analito de interesse entre fase aquosa e fase orgânica. Face ao exposto e à relevância do tema, o presente trabalho teve como objetivo avaliar, pelo uso da EPBT e cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas, a ocorrência de 16 CECs no esgoto bruto e no tratado de Belo Horizonte (MG).<hr/>ABSTRACT Contaminants of Emerging Concern (CECs) constantly reach water bodies through the discharge of sanitary sewage, industrial effluents and landfill leachate, inadequate disposal of solid waste and surface runoff, causing the pollution of watercourses. In general, these are in concentrations of the order of mg / L or ng / L, making it difficult to analyze or burden this process, thus requiring the development of preparation and extraction techniques. In this context, it stands out the Low Temperature Patitioning Extraction (LTPE), which is based on the partition of the analyte of interest between aqueous phase and organic phase. Bearing this and the relevance of the subject in mind, the present work had the objective of evaluating the occurrence of 16 CECs in the crude and treated sewage of Belo Horizonte / MG, by using LTPE and gas chromatography coupled to mass spectrometry. <![CDATA[Projeto de otimização de sistemas anaeróbios para tratamento de esgoto em escala unifamiliar]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1413-41522018000601213&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt RESUMO O objetivo do presente trabalho é propor uma nova configuração de reatores Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) para utilização no tratamento unifamiliar, sendo menores e mais eficientes do que o tradicional tanque séptico. O sistema experimental foi projetado em escala piloto, constituindo-se de oito reatores UASB de 250 L cada. Seis dessas unidades são modificadas, mas mantêm o conceito e os princípios dos reatores UASB convencionais; no entanto, foram projetados com geometria diferenciada, alternando-se as zonas de sedimentação e digestão. Comparativamente a esses reatores, foram operados um reator UASB-Y e um UASB convencional. Todos os reatores foram capazes de digerir esgoto bruto de forma eficiente em tempos de detenção hidráulica de 12 e 6 horas. Foram obtidas eficiências de remoção do material orgânico de 67 a 74%. A análise de variância (ANOVA) mostrou que não houve diferença significativa entre as eficiências obtidas nos diferentes reatores. Uma elevada concentração de lodo foi retida na zona de digestão, obtendo-se, assim, elevada capacidade de tratamento. Os ensaios de sedimentação mostraram que as constantes de sedimentação obtidas para o lodo do reator são melhores que as obtidas para o lodo expulso juntamente com o efluente. Em contrapartida, as atividades metanogênicas dos lodos do reator e expulso não diferem significativamente.<hr/>ABSTRACT The aim of this work is to propose a new configuration UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) for use in single-family treatment, which is smaller and more efficient than the traditional septic tank (TS). The experimental system was designed on a pilot scale, consisting of eight reactors UASB 250 L each. Six of these units are modified, but keep the concept and principles of conventional UASB reactors; they were, however, designed with different geometry, alternating zones of sedimentation and digestion. Compared to these reactors, an UASB reactor-Y and a conventional UASB were operated. All reactors were able to digest raw sewage efficiently in hydraulic retention times (HRT) of 24:06 hours. Organic material removal efficiencies of 67-74% were obtained. Analysis of variance (ANOVA) showed no significant difference between the efficiencies obtained in the different reactors. A high sludge concentration was retained in the digestion zone, thus yielding, high capacity treatment. Sedimentation tests have shown that the constants obtained for the sedimentation sludge reactor are better than those obtained for the sludge which is expelled with the effluent. In contrast, sludge methanogenic activity of the reactor and expelled sludge is not significantly different. <![CDATA[Colmatação e desempenho de sistemas alagados construídos de escoamento horizontal subsuperficial ao longo de oito anos de operação]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1413-41522018000601227&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt RESUMO O presente trabalho objetivou avaliar as condições de funcionamento de dois sistemas alagados construídos de escoamento horizontal subsuperficial (SACs-EHSS), um plantado (SACP) com taboa (Typha latifolia) e outro mantido sem plantas (SACNP), ao longo de oito anos de operação, no tratamento de esgoto sanitário. Mediu-se a extensão do escoamento superficial, como indicativo da colmatação do meio poroso ao longo do tempo, além de diversas variáveis que possibilitem inferências sobre as possíveis perdas de eficiência do sistema na remoção de poluentes dessa água residuária. As avaliações indicaram que o meio poroso dos dois SACs se encontra colmatado (mais de 80% do leito apresentando escoamento superficial), estando o SACNP, atualmente, em pior situação, tendo havido prejuízo do seu potencial de remoção de sólidos e nitrogênio em relação ao SACP. Apesar disso, o desempenho em ambos os sistemas permanece satisfatório, não existindo tendência de decréscimo acentuado nas suas capacidades de remoção de poluentes, contrariando a expectativa e corroborando resultados obtidos em trabalhos de monitoramento desses sistemas por longos períodos de tempo. A carga aplicada e o tipo de pré-tratamento a que o esgoto foi submetido parecem ter sido mais decisivos na eficiência dos sistemas em remover nutrientes/poluentes do que o próprio período de operação das unidades, sobretudo no que se refere ao SACP.<hr/>ABSTRACT The objective of this work was to evaluate the conditions of operation of two horizontal subsurface flow constructed wetlands (HSSF-CW), one planted (PCW) with cattail (Typha latifolia), and another, maintained without plants (NPCW), along eight years of operation in sewage treatment. The extent of the overland surface flow was measured as an indicative of the clogging of the pore medium over time, besides several variables that allow to infer possible losses of treatment efficiency in the pollutants removal from wastewater. Evaluations indicated that the porous medium of the two CWs is clogged (more than 80% of the bed with overland surface flow), and that the NPCW is currently in a worse condition, with a reduction of its solids and nitrogen removal potential in relation to the PCW. Despite this, the performance in both systems remains satisfactory, and there is no tendency of decrease in the capacity to remove pollutants, contrary to expectations, and corroborating the results obtained in works that monitored these systems for long periods of time. The load applied and the type of pretreatment to which the influent was submitted seem to have been more decisive in the systems’ efficiency in removing nutrients/pollutants than the operating period of the unit, especially for the PCW.