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Modelagem e otimização de sistemas de lagoas de estabilização para tratamento de dejetos suinos
Get PDFTese (Doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de ProduçãoOs sistemas de tratamento de dejetos de suínos se revestem de grande importância sanitária, tendo em vista o intenso crescimento da atividade suinícola, principalmente na Região Oeste Catarinense, e a modernização dos sistemas de confinamento dos animais, face ao aumento crescente no uso de água para higienização das baias. Dessa forma, a criação de suínos em grande escala trouxe como conseqüência a intensa produção de dejetos nas propriedades rurais, os quais são altamente poluentes e causadores da degradação ambiental, como contaminação dos corpos receptores e desenvolvimento de odores. Os elevados volumes de dejetos produzidos nas granjas, carregados com nitrogênio e fósforo, na maioria das situações, não são aplicáveis por apresentar áreas reduzidas e com limitações topográficas, dificultando o seu aproveitamento como fertilizante do solo. Assim, tanto os médios quanto os grandes produtores têm excedentes de resíduos orgânicos que precisam ser tratados eficientemente para eliminar, ou pelo menos, minimizar os problemas ambientais decorrentes da atividade suinícola. Várias alternativas de tratamento têm sido propostas para tratar a fração líquida. As lagoas de estabilização para tratamento de dejetos suínos são consideradas entre os métodos de tratamento de águas residuárias e industriais como sendo os mais fáceis, econômicos e eficientes. Suas vantagens em relação a outros tipos de tratamento têm sido destacadas, uma vez que apresentam um excelente desempenho quanto à eficácia na remoção de matéria orgânica, dos sólidos, dos nutrientes e de coliformes fecais; além dos baixos custos de implantação e manutenção. Contudo, a grande dificuldade é como dimensionar essas lagoas para tratamento desses resíduos, já que em nível de Brasil pouco se tem a respeito de parâmetros de projeto. Este trabalho apresenta resultados obtidos de um sistema de tratamento composto por decantador de palhetas e quatro lagoas de estabilização, em escala real, dispostas em série: duas anaeróbias seguidas de uma facultativa e uma de aguapés, em operação durante 20 (vinte) meses, tendo o objetivo de buscar parâmetros reais de funcionamento das lagoas para ajustamento de equações. Além disso, busca-se, também, a obtenção dos dados de custos de capital e operacional para “a modelagem e a otimização de sistemas”, aplicados no tratamento de resíduos orgânicos de suínos, dentro de concepções econômicas. O sistema de tratamento foi monitorado através de amostras coletadas nos afluentes e efluentes do decantador e das lagoas e ao longo dos fluxos das mesmas; foram analisados os seguintes parâmetros: Sólidos Totais (ST), Sólidos Fixos (SF), Sólidos Voláteis (SV), Demanda Química de Oxigênio (DQO), Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO), Nitrogênio Total (NT), Fósforo Total (PT), Coliformes Fecais (CF), pH e temperatura, de acordo com métodos estabelecidos pelo “Standard Methods” (APHA - AWWA - WEF, 1992). Uma das principais vantagens de se utilizar o modelo “otimização do sistema’'’ no tratamento de dejetos suínos está ligada, justamente, à redução da matéria orgânica (DBO) e de nitrogênio. Ou seja, o sistema pode ser operado de tal forma que regule as quantidades desses compostos que serão introduzidos nos corpos receptores, levando-se em consideração o capital disponível. Os resultados obtidos com a otimização do sistema de lagoas permitem concluir que: quando se deseja apenas a remoção da matéria orgânica (DBO), o modelo determina que se construam as lagoas anaeróbias maiores do que as facultativas, e quando se desejar a remoção de ambos os parâmetros: DBO e Nitrogênio, em porcentagens iguais, o modelo determina a construção das lagoas facultativas maiores do que as anaeróbias. No primeiro caso, para uma produção de 3.000 suínos, com remoção de 98% de DBO e taxa de fluxo de 30 m3/dia (admitindo-se 1 suíno = 10 litros/dias), e considerando-se uma taxa de juros de 15% ao ano durante 10 anos, o custo unitário é da ordem de R 1,84 por suíno/ano.ABSTRACT Systems for treating waste from hogs have taken on a great importance in terms of sanitation, in view of the growth in the intensity of hog raising, mainly in the western region of Santa Catarina, and the modernization of the systems for confining the animals, due to the increasing use of water for depolluting the bays. For this reason, large scale hog raising has resulted in an intense production of waste in rural areas. This waste matter is highly pollutant and has caused environmental degradation, with contamination of the area receiving it and the emission of noxious odors. The high volume of waste produced on farms, containing large quantities of nitrogen and phosphorus is unfeasible for restricted areas with topographic limitations - a fact which makes it difficult to utilize it as a fertilizer for the soil. In this way, both medium and large-scale producers have an excess of organic residue that must be treated efficiently in order to eliminate, or at least minimize, the environmental problems stemming from the hog raising activity. Various alternatives have been proposed for treating the liquid portion. Stabilization ponds for treating hog waste are considered the easiest, the most economical and the most efficient methods for treating residual and industrial waters. Their advantages over other kinds of treatment have been pointed out, since it has shown an excellent performance in terms of efficacy of removing organic material, solids, nutrients and fecal coliforms, in addition to the low cost for the installation and maintenance of the system. However, there seems to be a great difficulty in dimensioning these ponds for the treatment of residues, inasmuch as in Brazil parameters for such a project have not yet been well defined. This study presents the results obtained from a system of treatment, composed of a slat decanter and four stabilization ponds, on a real scale, laid out in series: two anaerobic ones, followed by an facultative one and one with water lilies, in operation for 20 (twenty) months, with the aim of establishing the real parameters for the functioning of the ponds, in order to adjust the equations. Furthermore, data are sought concerning capital and operating costs for the “modeling and optimization o f systems”, applied to the treatment of organic and hog residues, in terms of economic conceptions. The treatment system was monitored by means of samples collected from the affluents and effluents of the decanter and from water flowing in the ponds. The following parameters were analyzed: Total Solids (ST), Fixed Solids (SF), Volatile Solids (SV), Chemical Demand for Oxygen (DQO), Biochemical Demand for Oxygen (DBO), Total Nitrogen (NT), Total Phosphorus (PT), Fecal Coliforms (CF), pH and temperature, according to the methods established by the “Standard Methods” (ALPHA - AWWA - WEF, 1992). One of the main advantages in the utilization of the model “system optimization” in the treatment of hog waste is closely linked to the reduction of organic material (DBO) and of nitrogen. This means that the system can be operated so as to regulate the quantities of these compounds to be introduced into the receiving bodies, taking into consideration the amount of capital available. From the results obtained with the optimization of the system of ponds, it can be concluded that: when only the removal o f organic material (DBO) is desired, the model determines the building o f larger anaerobic ponds than facultative ones, and when the removal of both parameters is desired - DBO and Nitrogen - in equal proportion, the model determines the building of larger facultative ponds than anaerobic ones. In the first case, for a production of 3,000 hogs, with a removal 98% of DBO and a flow rate of 30m3m per day (assuming 1 hog = 10 liters/days), and considering an interest rate of 15% a year during ten years, the unitary cost will be R 1.84 per hog per year
Tratamento de esgoto urbano em reator híbrido operado em baleladas sequenciais (RHBS) submetido a variações de cargas
Get PDFDissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental.Neste trabalho foi realizado o estudo do comportamento de um reator híbrido operado em bateladas seqüenciais (RHBS), no tratamento de esgoto urbano. O reator piloto RHBS possuía 2,20 m de altura e 0,95 m de diâmetro interno, com um volume útil para tratamento de 1,42 m3. Na parte inferior do reator foram instalados dois difusores de ar do tipo membrana circular, com 20 cm de diâmetro cada, que foram alimentados por um compressor de ar. O funcionamento do reator era automatizado, controlando assim o número e o tempo de cada fase que compõe um ciclo padrão de tratamento (enchimento, reação anóxica e aeróbia, decantação e retirada), por meio de um painel de comandos elétricos. Em cada ciclo padrão, com duração de oito (8) horas, foram realizados três enchimentos e três fases de reação anóxica e aeróbia. O material suporte empregado no sistema híbrido foi a rede de nylon, escolhida entre os materiais testados em estudos anteriores (SOUTO, 2007). Foram realizadas quatro (4) estratégias operacionais, com duração total de 294 dias, testando-se diferentes cargas carbonáceas (0,20 a 1,35 kgDQO/m3.dia); nitrogenadas (42 a 60 gNH4-N/m3.dia); e de fósforo (50 a 70 gPO4-P/m3.dia). Foram avaliados os processos de degradação carbonácea, nitrificaçãodesnitrificação e biodesfosfatação, e também a velocidade de consumo de oxigênio por meio de respirometria, a fim de determinar a composição (heterótrofa e autótrofa) da biomassa bacteriana e sua distribuição no interior do reator (fixa e em suspensão). O reator apresentou eficiências médias de remoção de: ~80% de SST e DQO; 90% a 95% de DBO5; 60% a 87% de Nitrificação; 80% a 90% de Desnitrificação; ~70% de Nitrogênio Total; ~50% de PO4-P. Em condições de funcionamento normal, o lodo do reator apresentou flocos compactos e bem estruturados, com boa sedimentação; por sua vez, o biofilme apresentou-se denso e com presença de muitas Amebas e Rotíferos em sua superfície. A biomassa fixa apresentou maior atividade que a biomassa em suspensão, sendo que a biomassa ativa era composta, predominantemente, por microrganismos heterótrofos (~90%). A biomassa autótrofa estava principalmente fixa no suporte (58%-62%). The intent of this research is to historicize the moment when the issue of trafficking in women for sexual exploitation was raised in media coverage in Brazil and in Spain. The object of the investigation is discourses that constituted human trafficking as a problematic phenomenon around the turn of the twenty first century. The sources are news reports from two widely-read newspapers, Brazil's Folha de São Paulo, and Spain's El País, analysed using a comparative approach. The time outlined is the period in between 1997 and 2007, which is when references to trafficking were made regularly in the media discourse. The most widely-reported modality of trafficking was the trafficking in women for sexual exploitation, and this information does not constitute simple evidence of reality, but rather is the result of a certain way of understanding women, prostitution and ntemporary migration. This work shows the study of the behavior of hybrid sequencing batch reactor (HSBR), in urban wastewater treatment. The pilot HSBR reactor was 2.20 m high and had a diameter of 0.95 m, with a volume of 1.42 m3. In the base of the reactor two air diffusers, membrane type, of the 20 cm, were installed and fed by an air compressor. The operation of the reactor was automated, with time control in each phase of the standard cycles (fill, anoxic, aerobic, settle and drawl) through an electronic command panel. Each standard cycle lasted 8 hours, with three (3) fillings and three (3) phases of anoxic and aerobic reaction. The support material used in the hybrid system was a net of nylon, chosen from materials tested in previous studies of hybrid sequencing batch reactor (SOUTO, 2007). The experiment was carried out in four (4) operational strategies, which lasted 294 days, each one with different operational conditions regarding applied carbonaceous loads (0,20 a 1,35 kgCOD/m3.day); nitrogen (42 a 60 gNH4-N/m3.day); and phosphate (50 a 70 gPO4-P/m3.day). For each strategy, the process of biological carbon, nitrogen and phosphorus removal, and also the oxygen uptake rate (OUR) were evaluated through respirometry, in order to determine composition (heterotrophic and phototrophic) of bacterial biomass and its distribution inside the reactor (fixed and suspended). During the four strategies, the reactor presented average efficiencies: ~80% for total solids and COD; 90% at 95% for BOD5; 60% at 87% for nitrification; 80% at 90% for denitrification; ~70% for total nitrogen; ~50% for PO4-P. In normal operation conditions, the reactor sludge presented compact and well structured granules, and good sedimentation; the biofilm was thick and presented a large amount of amoebae and rotifers in its surface. The fixed biomass demonstrated higher activity when compared to suspended biomass, and the total biomass was composed by heterotrophic microorganisms (~90%). The phototrophic biomass was in fix support mostly (58%-62%)
Evolução e revolução: o comportamento competitivo e os cenários de mudanças no setor saneamento. O caso da Companhia Catarinense de Águas e Saneamento - Casan
Get PDFTese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção.O objetivo desta pesquisa foi identificar o comportamento adaptativo da Companhia Catarinense de Águas e Saneamento - CASAN, considerando a natureza e a extensão das mudanças ambientais ocorridas nos diversos cenários do setor saneamento, no período compreendido entre 1970/2002. Utilizou-se a abordagem qualitativa para realização desta pesquisa, que tem como característica básica o estudo de caso. Além da Análise Histórica (Chanlat, 1999; Kieser, 1994 e Alzira Salama, 1994), foram utilizados dois modelos de referência para consolidar o presente estudo: O Modelo do Comportamento Adaptativo de Igor Ansoff (1990) e o Modelo da Teoria do Desenvolvimento de Larry E. Greiner (1975). Foram identificadas três mudanças ambientais considerados relevantes. A primeira foi a implantação do Plano Nacional de Saneamento - PLANASA, no seu auge exigiu que a empresa realizasse um movimento de adaptação às exigências do cenário da época. A adaptação foi estratégica, pois realizou mudanças significativas na estrutura organizacional através do Plano de Desenvolvimento Institucional - PDI (1976/1977). A extinção do Banco Nacional da Habitação - BNH foi a segunda mudança ambiental que representou o início das dificuldades de acesso aos recursos para investimento em saneamento. A adaptação a esta mudança foi considerada exploratória. O Programa de Comunicação Social - PCS (1984/1985), desencadeado, prevendo antecipar-se às dificuldades que se formavam no cenário futuro ficou na intenção, pois a troca do seu idealizador resultou no abandono deste grande projeto. Finalmente, a renovação das concessões está sendo a mais crítica e desafiadora das mudanças ambientais. A ilusão do "ad eternum" causou um entorpecimento na iniciativa de decisões para operacionalizar o anteprojeto do Planejamento Estratégico (1997/1999), que propunha diretrizes para superar estes desafios. A adaptação exploratória ficou evidenciada, principalmente se considerarmos a excessiva troca de diretores, nos períodos críticos das renovações
Competitive analyzes of the tilapia productive chain at sobradinho lake: potentialities and limitations.
No full textpotentialities and limitations of the tilapia productive chain at Sobradinho lake
Tilapia production chain at sobradinho lake: main actors and structure.
No full textThis study aimed to realize a survey of the structure and main actors involved in the tilapia production chain at Sobradinho Lake
Analyzing the supply chain for fish in Sobradinho Lake, Bahia, Brazil.
Get PDFFishing in the São Francisco River has been taking place for a long time due to the size and diversity of fish fauna found in this river basin. Tilapia farming in Sobradinho Lake (Fig. 1) began in 2003, encouraged by government programs to develop this activity with fishermen and others farmers. The activity has grown in an unplanned manner and is dependent on government support for its growth. Private enterprises have also emerged and grown independently. The high productive capacity of Sobradinho Reservoir and the great market demand for fish contribute to the sustainability of production
Sistema de unidades de conservação federais no Brasil : um estudo analítico de categorias de manejo /
Get PDFDissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico
O eletromagnetismo abordado de forma conceitual no ensino médio
Get PDFEste trabalho trata da aplicação de uma abordagem instrucional centrada nos aspectos conceituais, visando uma aprendizagem eficaz e significativa de situações físicas no Ensino Médio. O objetivo da metodologia aqui empregada é priorizar conceitos físicos em relação a instrumentos (como, por exemplo, a Matemática), que devem ter a conotação apenas de ferramentas, ou de coadjuvantes, no contexto do ensino de Física no Nível Médio. Como referencial teórico para o desenvolvimento dessa metodologia é utilizada a teoria dos campos conceituais de Vergnaud. A proposta é desenvolver um material instrucional que possa servir como texto de apoio na abordagem conceitual do Eletromagnetismo. Este material foi aplicado no decorrer do 3º trimestre do ano de 2003 aos 22 alunos da turma 3A do Colégio Estadual Piratini e, posteriormente durante o 2o bimestre, aos 20 alunos das turmas de 6º semestre da Escola Técnica em Saúde do Hospital de Clínicas de Porto Alegre. Como avaliação da aplicação dessa proposta pode-se citar que os alunos mostraram-se mais seguros no momento de aplicar os conceitos, quando da confecção dos experimentos, e menos ansiosos no momento formal da prova avaliativa, demonstrando uma maior motivação quando apresentados ao Eletromagnetismo contextualizado em situações do seu dia-a-dia. Acredita-se que tenha ocorrido uma aprendizagem mais significativa do Eletromagnetismo por ter sido este abordado com uma maior ênfase na parte conceitual. O produto educacional produzido neste trabalho de conclusão compreende o material didático impresso preparado para o desenvolvimento desta metodologia e entregue para os alunos, bem como os instrumentos de avaliação utilizados (Anexos A a F). Como complemento, é apresentado um CD com o objetivo de facilitar o acesso ao material instrucional e incluir as animações desenvolvidas pela autora usando o software Flash MX
Avaliação da dinâmica microbiana e planctônica de lagoas de estabilização utilizadas no tratamento de lixiviado de aterro sanitário.
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