Este trabalho teve por objetivo avaliar a influência da vazão de ar (0,25; 0,50 e 0,75 L.L-1.min-1) e do tempo de ciclo (10h45; 14h25 e 17h35) no desempenho de um reator em bateladas sequenciais (RBS) em promover a nitrificação e a desnitrificação de água residuária de abatedouro de aves. A operação contemplou as etapas de alimentação, reação aerada e anóxica, sedimentação e descarte. O RBS foi operado em escala de bancada com volume útil de 4 L, mantendo-se 25% do volume do reator como inóculo em cada batelada. Na fase anóxica, a relação C:N foi mantida entre 5 e 6, adicionando-se água residuária do processo de obtenção de fécula de mandioca. Elaborou-se um planejamento fatorial (22) com cinco repetições, no ponto central, para verificar a influência dos fatores, o tempo de ciclo e a vazão de ar, na variável resposta remoção de nitrogênio inorgânico total (N-NH4++N-NO2-+N-NO3-), no processo completo (nitrificação e desnitrificação). A maior remoção de nitrogênio inorgânico total (93,3%) foi observada quando se utilizou vazão de ar de 0,25 L.L-1.min-1 e tempo de ciclo de 14h25. No final do experimento, o lodo do reator foi caracterizado através de hibridização fluorescente in situ (FISH), indicando a presença de bactérias oxidadoras de amônia e de nitrito.

This study aimed to evaluate the influence of airflow (0.25, 0.50 and 0.75 L.L-1.min-1) and cycle time (10.45 h, 14.25 h and 17.35 h) on a sequencing batch reactor (SBR) performance in promoting nitrification and denitrification of poultry slaughterhouse wastewater. The operational stages included feeding, aerobic and anoxic reactions, sedimentation and discharge. SBR was operated in a laboratory scale with a working volume of 4 L, keeping 25% of biomass retained inside the reactor as inoculum for the next batch. In the anoxic stage, C: N ratio was maintained between 5 and 6 by adding cassava starch wastewater. A factorial design (22) with five repetitions was designed at the central point to evaluate the influence of cycle time and airflow on total inorganic nitrogen removal (N-NH4++N-NO2-+N-NO3-) and in the whole process (nitrification and denitrification). The highest total inorganic nitrogen removal (93.3%) was observed for airflow of 0.25 L.L-1.min‑1 and a cycle time of 14.25 h. At the end of the experiment, the sludge inside the reactor was characterized by fluorescent in situ hybridization (FISH), indicating the presence of ammonia and nitrite oxidizing bacteria.

O objetivo deste estudo foi avaliar o desempenho de um Reator Anaeróbio-Aeróbio de Leito Fixo (RAALF) com escoamento ascendente, no tratamento de efluente bruto de matadouro bovino, e obter constantes cinéticas aparentes da remoção de matéria orgânica. O RAALF foi operado sem recirculação (Etapa I) e com 50% de recirculação do efluente (Etapa II), com θ de 11 h e 8 h. Em termos de pH, alcalinidade a bicarbonato e ácidos voláteis, os resultados indicaram que o RAALF apresentou capacidade em manter condições favoráveis para os processos biológicos envolvidos na remoção de matéria orgânica, em ambas as etapas operacionais. As eficiências médias de remoção de matéria orgânica ao longo da altura do reator, expressa em termos de DQO bruta, foram de 49% e 68% na Etapa I e de 54% e 86% na Etapa II, para θ de 11 h e 8 h, respectivamente. Os resultados de DQO filtrada indicaram eficiências de remoção de 52% e k = 0,0857 h-1 para θ de 11 h e 42% e k = 0,0880 h-1 para θ de 8 h na Etapa I. Na Etapa II, as eficiências de remoção foram 59% e 51% para θ de 11 h e 8 h, com k = 0,1238 h-1 e k = 0,1075 h-1, respectivamente. O modelo cinético de primeira ordem indicou bom ajuste e descreveu adequadamente a cinética de remoção de matéria orgânica para θ de 11 h, com r² igual a 0,9734 e 0,9591 para as Etapas I e II, respectivamente.

This paper sought to evaluate the behavior of an upflow Anaerobic-Aerobic Fixed Bed Reactor (AAFBR) in the treatment of cattle slaughterhouse effluent and determine apparent kinetic constants of the organic matter removal. The AAFBR was operated with no recirculation (Phase I) and with 50% of effluent recirculation (Phase II), with θ of 11h and 8h. In terms of pH, bicarbonate alkalinity and volatile acids, the results indicated the reactor ability to maintain favorable conditions for the biological processes involved in the organic matter removal in both operational phases. The average removal efficiencies of organic matter along the reactor height, expressed in terms of raw COD, were 49% and 68% in Phase I and 54% and 86% in Phase II for θ of 11h and 8h, respectively. The results of the filtered COD indicated removal efficiency of 52% and k = 0.0857h-1 to θ of 11h and 42% and k = 0.0880h-1 to θ of 8h in the Phase I. In Phase II, the removal efficiencies were 59% and 51% to θ of 11h and 8h, with k = 0.1238h-1 and k = 0.1075 h-1, respectively. The first order kinetic model showed good adjustment and described adequately the kinetics of organic matter removal for θ of 11h, with r² equal to 0.9734 and 0.9591 to the Phases I and II, respectively.

Um reator em bateladas sequenciais com biomassa em suspensão e volume útil de 5L, aplicado para remoção de nutrientes e matéria orgânica, foi operado em escala de bancada, nas condições ótimas obtidas a partir de um delineamento composto central rotacional (DCCR), tempo de ciclo (TC) de 16 h (10h15 fase aeróbia e 4h35 fase anóxica) e relação carbono:nitrogênio (DQO/N-NO2-+N-NO3-) de 6. Avaliaram-se 20 ciclos completos, nitrificação seguida de desnitrificação, com o objetivo de efetuar o estudo do comportamento cinético de degradação da matéria orgânica (DQO) e nitrogenada (N-NH4+, N-NO2- e N-NO3-) presentes no efluente proveniente do abate e industrialização de aves, bem como avaliar a estabilidade do reator através de gráficos de controle Shewhart para medidas individuais. Os resultados apontaram valores médios de remoção de nitrogênio inorgânico total (N-NH4++N-NO2-+N-NO 3-) de 84,32±1,59% (C.V.=1,89%) e de matéria orgânica (DQO) de 53,65±8,48% (CV= 15,81%), no processo completo (nitrificação-desnitrificação), estando o processo sob controle estatístico. A atividade nitrificante estimada, durante a fase aeróbia, pela determinação dos parâmetros cinéticos, apresentou valores médios para K1 e K2, de 0,00381±0,00043 min-1 e 0,00249±0,00056 min-1, respectivamente. A avaliação do comportamento cinético de conversão do nitrogênio indicou possível redução no TC da fase anóxica, uma vez que foram alcançadas remoções de N-NO2- e N-NO3-, superiores a 90%, em apenas uma hora de desnitrificação.

A sequential batch reactor with suspended biomass and useful volume of 5 L was used in the removal of nutrients and organic matter in workbench scale under optimal conditions obtained by central composite rotational design (CCRD), with cycle time (CT) of 16 h (10.15 h, aerobic phase, and 4.35 h, anoxic phase) and carbon: nitrogen ratio (COD/NO2--N+NO3--N) equal to 6. Complete cycles (20), nitrification followed by denitrification, were evaluated to investigate the kinetic behavior of degradation of organic (COD) and nitrogenated (NH4+-N, NO2--N and NO3--N) matter present in the effluent from a bird slaughterhouse and industrial processing facility, as well as to evaluate the stability of the reactor using Shewhart control charts of individual measures. The results indicate means total inorganic nitrogen (NH4+-N+NO2- -N+NO3--N) removal of 84.32±1.59% and organic matter (COD) of 53.65±8.48% in the complete process (nitrification-denitrification) with the process under statistical control. The nitrifying activity during the aerobic phase estimated from the determination of the kinetic parameters had mean K1 and K2 values of 0.00381±0.00043 min-1 and 0.00381±0.00043 min-1, respectively. The evaluation of the kinetic behavior of the conversion of nitrogen indicated a possible reduction of CT in the anoxic phase, since removals of NO2--N and NO3--N higher than 90% were obtained with only 1 h of denitrification.

O presente trabalho teve por objetivo avaliar o desempenho da macrófita aquática Eichhornia crassipes, aplicada in situ em sistema de tratamento de abatedouro e frigorífico, localizado no Oeste do Paraná, com relação à remoção de nutrientes e matéria orgânica, bem como obter dados da produção, de práticas de manejo e de compostagem da biomassa gerada no sistema. Durante 11 meses de desenvolvimento das macrófitas na lagoa, realizou-se o monitoramento de parâmetros físico-químicos e controlou-se a densidade das plantas, retirando-se periodicamente a biomassa em excesso por meio do acompanhamento semanal da densidade de plantas, expressa em kg de aguapé por m² de área líquida coberta. Avaliou-se, em escala-piloto, a degradação das macrófitas retiradas do sistema de tratamento, montando-se oito leiras de compostagem com aproximadamente 0,60 m³, com quatro tratamentos distintos e duas repetições, sendo: T1- aguapé (Eichhornia crassipes); T2 - aguapé e dejeto suíno; T3 - aguapé, dejeto suíno e terra, e T4 - aguapé, dejeto suíno e tripa celulósica, por período de 90 dias. Os resultados obtidos demonstraram as eficiências máximas de remoções: DQO de 77,2%; DBO de 77,8%; nitrogênio total de 87,9%; nitrogênio amoniacal de 47,5% e fósforo total de 38,9%, para o tempo de detenção de cinco dias. Quanto à estabilização da biomassa via processo de compostagem, considerando a relação C:N como indicador da maturidade do composto, observou-se que o tratamento T4 obteve o menor período de estabilização: 60 dias. Não houve diferença significativa a 5%, pelo teste F, para a taxa de bioestabilização.

The objective of this research was to evaluate the performance of the aquatic macrophyte Eichhornia crassipes applied in situ in a slaughter house treatment system, located in the west of the Paraná state, Brazil, regarding the nutrients removal and organic matter. Moreover, it aimed to obtain data from the production, management and composting practices of the biomass generated in the system. During 11 months of macrophytes development, physic and chemical parameters were monitored and plant density was controlled by periodical removal of excess biomass, which was weekly monitored and it is expressed in kg of aquatic plant per m² covered area. The degradation of the macrophytes removed from the treatment system was evaluated at the pilot scale in eight composting piles of 0.60 m³ that underwent four different treatments and two repetitions: T1 - water hyacinth (Eichhornia crassipes); T2 - water hyacinth and swine excrement (7:1), T3 - water hyacinth, swine excrement and earth (7:1:0,67), and T4 - water hyacinth, swine excrement and cellulosic gut (7:1:0,67), for a period of 90 days. The results indicated maximum removal efficiencies of 77.2% for COD; 77.8% for BOD, 87.9% for total nitrogen, 47.5% for ammonia nitrogen and 38.9% for total phosphorus for a five-day retention time. For biomass stabilization by composting, considering the C:N ratio as an indicator of compost maturity, it was observed that treatment T4 resulted in the shortest stabilization period (60 days). No difference was verified in the biostabilization rates at 5% level by the F test.