Resumo O crescente aumento da demanda por água na produção de alimentos aponta as necessidades de se buscar fontes alternativas de abastecimento. O esgoto doméstico tratado é uma maneira de mitigar este problema, entretanto, para que possa ser utilizado na agricultura, é necessário adequá-lo às exigências legislativas. O uso do ozônio na desinfecção de efluentes domésticos vem sendo utilizado devido ao seu caráter fortemente oxidante, permitindo o ajuste de seus parâmetros ao reúso agrícola. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar a viabilidade sanitária e agrícola do efluente doméstico tratado com ozônio. O experimento foi realizado em bancadas de laboratório no qual foram aplicadas as dosagens: 0; 8; 15; 30; 45; e 60 mg L-1 de ozônio. O tempo de aplicação, para cada dosagem foi, respectivamente, em segundos: 0; 14; 27; 54; 81; e 108. Foram avaliados parâmetros microbiológicos, físicos e químicos: coliformes totais, Escherichia coli, pH, turbidez, oxigênio dissolvido, condutividade elétrica, carbono orgânico total, nitrogênio total, fósforo total, potássio, magnésio, cálcio e sódio. A ozonização não alterou significativamente as propriedades físicas e a composição química da água residuária, indicando importante vantagem em termos de potencial reúso agrícola. Entretanto, a contagem de E. coli não foi reduzida suficientemente para que o efluente possa ser utilizado na agricultura. Os resultados indicam a importância da investigação dos efeitos do ozônio na eficiência do tratamento de esgoto, buscando o entendimento das interações com o intuito de identificar dosagens e tempo de exposição ideais para tornar as águas residuárias seguras ao reúso agrícola.

Abstract The increasing demand for water in food production highlights the need to seek alternative sources of supply. Treated domestic sewage is a way to mitigate this problem, but it must comply with legislation to be used safely in agriculture. Ozone has been used for disinfection of domestic effluents due to its strong oxidizing character, allowing the adjustment of its parameters for agricultural reuse. This study therefore aimed to evaluate the sanitary and agricultural viability of domestic effluent treated with ozone. The experiment was carried out on laboratory benchtops and doses of 0, 8, 15, 30, 45, and 60 mg L−1 of ozone were applied. The application time for each dose was 0, 14, 27, 54, 81, and 108 seconds, respectively. Microbiological, physical, and chemical parameters were evaluated: total coliforms, Escherichia coli, pH, turbidity, dissolved oxygen, electrical conductivity, total organic carbon, total nitrogen, total phosphorus, potassium, magnesium, calcium, and sodium. Ozonation did not significantly alter the physical and chemical composition of wastewater, indicating an important advantage in terms of potential agricultural reuse. However, the pathogenic load of E. coli was not reduced enough for the effluent to be used in agriculture. The results suggest an investigation of the effects of ozone on the efficiency of sewage treatment, seeking to understand these interactions to identify ideal doses and exposure time, making wastewater safe for agricultural reuse.

Resumo O tratamento e o reúso da água são fundamentais devido à crescente demanda por água doce, principalmente na agricultura. Nesse sentido, este estudo teve como objetivo avaliar os efeitos da turbidez de águas residuárias tratada na Estação de Tratamento de Efluentes (ETE) da UFSCar/Araras e da dose de UV na inativação microbiana. A ETE trata até 2.000 litros de águas residuais diariamente de banheiros e um restaurante universitário e tem cinco componentes (caixa de graxa, fossa séptica, tanque de microalgas, filtro anaeróbio de fluxo ascendente e wetlands). Efluentes pré-tratados foram usados nos experimentos, e os locais de amostragem consistiram em caixas de inspeção localizadas após os wetlands. A coleta de amostras, inspeção, preservação e análises foram realizadas de acordo com métodos padrão. A turbidez da amostra foi ajustada para 5, 50, 100, 200 e 300 unidades de turbidez nefelométrica (NTU) e doses de UV de 7,2-28,8 mWs cm-2 foram usadas. Foi utilizado um planejamento fatorial 5 x 5 (cinco níveis de turbidez e cinco doses de radiação), totalizando 25 tratamentos. Cada tratamento foi realizado em triplicata. Os dados foram submetidos à análise de variância e teste de Tukey. Os resultados mostraram que o aumento da turbidez diminuiu significativamente a eficiência da desinfecção em amostras com níveis de turbidez superiores a 50 NTU. Os coeficientes de inativação microbiana aqui obtidos podem ser extrapolados para a desinfecção de águas residuais com turbidez de até 300 NTU para eliminar coliformes termotolerantes. O esterilizador UV é viável para o tratamento de efluentes e sua reutilização na agricultura.

Abstract Water treatment and reuse are fundamental because of the increasing demand for freshwater, especially in agriculture. Accordingly, this study evaluated the effects of turbidity of wastewater processed at the Effluent Treatment Station (ETE) of the UFSCar/Araras and of UV dose on microbial inactivation. The ETE treats up to 2000 L of wastewater daily from toilets and a university restaurant and has five components (grease box, septic tank, microalgae tank, upflow anaerobic filter, and wetlands). Pretreated effluents were used in the experiments, and sampling sites consisted of inspection boxes located after the wetlands. Sample collection, inspection, preservation, and analyses were performed according to standard methods. Sample turbidity was adjusted to 5, 50, 100, 200, and 300 nephelometric turbidity units (NTU), and UV doses of 7.2-28.8 mWs cm-2 were used. A 5 x 5 factorial design (five turbidity levels and five radiation doses) was used, totaling 25 treatments. Each treatment was performed in triplicate. The data were submitted to analysis of variance and Tukey’s test. The results showed that the increase in turbidity significantly decreased disinfection efficiency in samples with turbidity levels higher than 50 NTU. The microbial inactivation coefficients obtained here can be extrapolated to disinfection of wastewater with turbidity up to 300 NTU to eliminate thermotolerant coliforms. The UV sterilizer is feasible for wastewater treatment and its reuse in agriculture.

Resumen La producción de etanol a partir de caña de azúcar genera cantidades considerables de vinaza, su principal agua residual. El cultivo de microalgas es una opción prometedora para su tratamiento, sin embargo es necesaria una clarificación previa. En este contexto, la presente investigación evaluó el proceso de electrocoagulación (EC) de vinaza de caña de azúcar con electrodos de aluminio o hierro y el posterior cultivo de la microalga Desmodesmus subspicatus. Los resultados de la EC indican neutralización de pH y alta remoción de turbidez con ambos electrodos. Se removió el 66 y 75% del carbono orgánico y nitrógeno total, respectivamente, con EC usando electrodos de aluminio y posterior cultivo, con productividad de biomasa de 1,45 g L-1día-1 y velocidad específica de crecimiento máxima de 0,095 h-1. El cultivo en vinaza pre-tratada por EC con electrodos de hierro fue afectado negativamente, posiblemente por interferencia de compuestos del metal con la microalga.

Abstract Sugarcane ethanol production generates considerable quantities of vinasse, its main wastewater. Microalgae cultivation is a promising option for effluent remediation, since the generated biomass can be feedstock for biofuel and bio-based chemical production. Due to vinasse high turbidity, pretreatment is necessary to clarify this effluent, adapting it as a mixotrophic culture medium. In this context, the present research evaluated the integrated process of electrocoagulation (EC) of sugarcane vinasse with aluminum or iron electrodes and subsequent cultivation of green microalgae Desmodesmus subspicatus. Results indicate pH neutralization and high turbidity removal efficiency by EC with both electrode materials. Aluminum EC and subsequent microalgae cultivation removed 66 and 75% of initial total organic carbon and total nitrogen, respectively, with biomass productivity of 1.45 g L-1day-1 and maximum specific growth rate of 0.095 h-1. Microalgae productivity was inferior in vinasse pretreated by iron EC, suggesting possible interference of ferric compounds in the microalgal development.

Resumo O reúso de efluente doméstico é uma alternativa para a agricultura irrigada em situações de reduzida disponibilidade de água. No entanto, como é comum a presença de patógenos em águas residuárias, torna-se necessário um processo de desinfecção previamente à sua utilização. Com o desenvolvimento da pesquisa, avaliou-se a viabilidade sanitária e agrícola do efluente doméstico tratado em Estação Piloto composta por Tanque Séptico, Wetlands e sistema de desinfecção por radiação ultravioleta (UV). A Estação de Tratamento de Esgoto (ETE) se encontra instalada no Centro de Ciências Agrárias, UFSCar, em Araras-SP, e recebe diariamente 2000 L de esgoto, o qual foi monitorado em termos de pH, turbidez, condutividade elétrica (CE), oxigênio dissolvido (OD), sódio (Na), potássio (K), cálcio (Ca), nitrogênio total (NT), fósforo total (PT), magnésio (Mg), carbono orgânico total (COT), coliformes totais (CT), Escherichia coli (E. coli) e Razão de Adsorção de Sódio (RAS). A eficiência de remoção dos parâmetros foi calculada com base nas médias de entrada e saída de cada unidade de tratamento. Os resultados apontaram remoção para K (68,2%), NT (54,1%) e PT (36,1%). Os teores de Na (26,7%) e Ca (22,9%) demonstraram aporte desses sais ao efluente, porém, a RAS não apresentou riscos quanto à sodificação do solo. Com relação aos microbiológicos, a ETE apresentou uma remoção de 4 e 5 ciclos log para CT e E. coli, respectivamente. Sendo assim, os resultados do monitoramento indicam que o efluente tratado da ETE Piloto apresenta viabilidade sanitária e agrícola, estando de acordo com a legislação vigente.

Abstract Domestic effluent reuse is an alternative for irrigated agriculture in situations of reduced water availability. However, as there is the presence of pathogens in wastewater, the disinfection process is necessary before use. This research evaluated the sanitary and agricultural viability of treated wastewater at a pilot-scale station composed of a septic tank, Wetlands and an ultraviolet radiation (UV) disinfection system. The Sewage Treatment Station (STS) is installed in the Agricultural Sciences Center, UFSCar, in Araras city, SP, and receives 2000 L of sewage daily, which was monitored in terms of pH, turbidity, electrical conductivity (EC), dissolved oxygen (DO), sodium (Na), potassium (K), calcium (Ca), total nitrogen (TN), total phosphorus (TP), magnesium (Mg), total organic carbon (TOC), total coliforms (TC), Escherichia coli (E. coli) and Sodium Adsorption Ratio (SAR).The removal efficiency of the parameters was calculated based on the input and output means of each treatment unit. Results indicated removal efficiency for K (68.2%), TN (54.1%) and TP (36.1%). The levels of Na (26.7%) and Ca (22.9%) demonstrated the contribution of these salts to the wastewater; however, SAR did not present any risks for soil sodification. Microbiologically, the STS presented removal efficiency of 4 and 5 log-cycles for TC and E. coli, respectively. Therefore, results of monitoring indicate that the treated wastewater presents sanitary and agricultural viability, and conforms with the current legislation.

Abstract Rhizosphere and phylloplane yeasts are able to produce phytohormones, acting as potential plant growth promoters. The aim of this study was to analyze the production of indole acetic acid (IAA) by yeasts using variations in the culture conditions. The yeasts evaluated were Rhodotorula mucilaginosa and Trichosporon asahii, which were cultivated in a potato broth medium with 20 g/L of glucose or sucrose as the carbon source. The cultivation was carried out at 22°C, 25°C or 30°C, and the initial pH was adjusted to 3.0, 4.5 or 6.0. The cultures were analyzed using a colorimetric technique with Salkowski reagent. The cell count was determined in all of the conditions. The results for T. asahii showed that IAA production with sucrose was superior at pH 6.0, and that with glucose was superior at pH 4.5. These results indicate an association between the carbon source and medium pH. Rh. mucilaginosa (2F32) presented a high IAA production when compared with T. asahii (3S44 and 4C06) or even with other microorganisms referenced in the literature. The highest production (0.655 g/L) was obtained at pH 6.0 with glucose as the carbon source. Variations in the culture conditions did not affect the cell growth of the yeasts.

A atual crise da água ressalta a importância de se melhorar a gestão da água. O uso de efluente de tratamento secundário na agricultura pode reduzir a descarga de efluentes em corpos naturais e fornecer nutrientes para as culturas. Este estudo teve como objetivo avaliar as propriedades físicas e químicas de um Latossolo Vermelho distrófico irrigado com água de reúso. Conduzido no Centro de Ciências Agrárias (CCA) da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), em Araras/SP/Brasil, 18 amostras indeformadas de solo foram coletadas e dispostas em permeâmetro de carga constante para simular a irrigação de 5 ciclos de cultivo de alface (Lactuca sativa L.), organizado em cinco diferentes tratamentos e um grupo controle. Para cada tratamento foram aplicados 0,58 L, 1,16 L, 1,74 L, 2,32 L, e 2,90 L de água de reúso e água destilada. A água de reúso usada nesse estudo provém de uma planta de tratamento de esgoto doméstico. Após a passagem da água pelo solo, amostras da água de reúso tratada e água destilada foram coletadas e analisada a condutividade elétrica (CE), razão de adsorção de sódio (RAS), turbidez, pH, Na, K, Mg, P e Ca, e no solo a granulometria, a fertilidade completa, porcentagem de sódio trocável (PST) e condutividade hidráulica (Ksat). A Ksat diminuiu, mas isto não prejudicou a infiltração de água e nutrientes no solo. A concentração de nutrientes no solo aumentou, incluindo o Na, o que requer monitoramento da salinidade do solo. Conclui-se que a aplicação da água de reúso não causou danos às propriedades físicas do solo, mas resultou em tendência à salinização.

The current water crisis underlines the importance of improving water management. The use of effluent from secondary treatment in agriculture can reduce the discharge of effluent into natural bodies and provide nutrients to crops. This study evaluated the physical and chemical properties of a Dusky Red Latosol soil that had been irrigated with treated wastewater. Conducted at the Center of Agricultural Sciences (CCA) of Federal University of São Carlos (UFSCar), in Araras/São Paulo/Brazil, 18 undisturbed soil samples were collected and deposited on a constant-head permeameter in order to simulate the irrigation of five growth cycles of lettuce (Lactuca sativa L.), organized in five different treatments and one control group. For each treatment 0.58 L, 1.16 L, 1.74 L, 2.32 L, and 2.90 L of treated wastewater and distilled water were applied . The treated wastewater came from a domestic waste treatment plant. After the water filtered through the soil, samples of treated wastewater were collected for analyses of electrical conductivity (EC), sodium adsorption ratio (SAR), turbidity, pH, Na, K, Mg, P and Ca and, in the soil the granulometry, complete fertility, exchangeable sodium percentage (ESP) and saturated hydraulic conductivity (Ksat). The Ksat decreased, but did not alter the infiltration of water and nutrients in the soil. The concentration of nutrients in the soil increased, including Na, which raises the need for monitoring soil's salinity. In conclusion, the application of wastewater did not cause damage to the physical properties of the soil, but resulted in a tendency towards salinization.

A busca por fontes alternativas de água para a agricultura torna o uso de efluentes de esgotos tratados na agricultura uma estratégia importante para atingir a sustentabilidade. Este trabalho avaliou a viabilidade do reuso de efluente de esgoto doméstico tratado, como fonte alternativa de água e nutrientes no cultivo hidropônico de alface (Lactuca sativa L). O experimento foi realizado no Centro de Ciências Agrárias - UFSCar, no município de Araras (SP), em casa de vegetação. O cultivo ocorreu de fevereiro a março de 2014. O sistema hidropônico adotado foi a técnica do filme de nutrientes e contou com três tratamentos: 1) uso de água de abastecimento e fertilizantes minerais (TA), 2) uso de efluente doméstico tratado, complementado com fertilizantes minerais, com base em resultados de análise química prévia (TRA) e, 3) uso de efluente doméstico tratado (TR). O delineamento experimental aplicado foi o de quatro blocos distribuídos ao acaso. Avaliou-se a massa fresca, o estado nutricional, a qualidade microbiológica da cultura e a quantidade de fertilizantes aplicados nos tratamentos. Os dados de massa fresca foram submetidos à análise de variância e as médias foram comparadas pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. Apenas o tratamento TR apresentou diferença significativa quanto às variáveis avaliadas, sendo identificados sintomas de deficiências nutricionais nas plantas e redução significativa na produção de massa fresca (p<0,01). Não foi detectada presença de Escherichia coli em nenhum dos tratamentos, sendo possível obter uma economia de alguns fertilizantes no tratamento TRA em comparação ao TA.

The search for alternative sources of water for agriculture makes the use of treated sewage sludge an important strategy for achieving sustainability. This study evaluated the feasibility of reusing treated sewage effluent as alternative source of water and nutrients for the hydroponic cultivation of lettuce (Lactuca sativa L). The experiment was conducted in the greenhouse of the Center for Agricultural Sciences - UFSCar, in Araras, SP. The cultivation took place from February to March 2014. The hydroponic system used was the Nutrient Film Technique, and included three treatments: 1) water supply and mineral fertilizers (TA); 2) use of effluent treated and complemented with mineral fertilizers based on results of previous chemical analysis (TRA); and 3) use of treated effluent (TR). The applied experimental design was four randomly distributed blocks. We evaluated the fresh weight, nutritional status, the microbiological quality of the culture, and the amount of mineral fertilizers used in the treatments. The fresh weights were subjected to analysis of variance and means were compared by the Tukey test at 5% probability. Only the TR treatment showed a significant difference in the evaluated variables, as symptoms of nutritional deficiencies in plants and significant reduction in fresh weights (p <0.01) were found. There was no detectable presence of Escherichia coli in any treatment, and it was possible to use less of some fertilizers in the TRA treatment compared to TA.

A progressiva demanda por água tem feito do tratamento e reutilização de efluentes um tema de relevância mundial. Considerando tal situação, este trabalho visa monitorar e avaliar a eficiência de uma estação de tratamento de esgoto (ETE) que atua por meio de processos físicos e biológicos mensurando a redução do teor de matéria orgânica do efluente durante o processo de tratamento e a disposição de nutrientes de importância agrícola no efluente tratado. A ETE foi dimensionada para tratar 2500 litros de esgoto por dia e consiste em 04 unidades discriminadas da seguinte forma: tanque séptico, tanque de microalgas, filtro anaeróbio de fluxo ascendente e wetlands com cultivo de Zantedeschia aethiopica L. A eficiência da ETE atingiu, aproximadamente, 90% na remoção de matéria orgânica proporcionando um efluente adequado para a fertirrigação, mesmo para os elementos Na e Ca que tiveram seus teores aumentados devido ao maior acúmulo de matéria orgânica no filtro anaeróbio de fluxo ascendente e wetlands. A ETE apresenta remoção de nitrogênio e fósforo pela ação das microalgas e das macrófitas utilizadas no processo. O efluente final é composto por elementos de importância agrícola tais como nitrogênio, fósforo, cálcio e potássio e, juntamente com a carga de matéria orgânica e sais, enquadra-se, nas determinações da NBR 13.969/1997 (Norma da Associação Brasileira de Normas Técnicas) para reutilização na agricultura, porém sem descartar monitoramentos periódicos da salinidade do solo.

The increasing demand for water has made the treatment and reuse of wastewater a topic of global importance. This work aims to monitor and evaluate the efficiency of a wastewater treatment plant's (WWTP) physical and biological treatment of wastewater by measuring the reduction of organic matter content of the effluent during the treatment and the disposal of nutrients in the treated residue. The WWTP has been designed to treat 2500 liters of wastewater per day in four compartments: a septic tank, a microalgae tank, an upflow anaerobic filter and wetlands with cultivation of Zantedeschia aethiopica L. A plant efficiency of 90% of organic matter removal was obtained, resulting in a suitable effluent for fertigation, including Na and Ca elements that showed high levels due to the accumulation of organic matter in the upflow anaerobic filter and wetlands. The WWTP removes nitrogen and phosphorus by the action of microalgae and macrophytes used in the process. The final effluent includes important agricultural elements such as nitrogen, phosphorus, calcium and potassium and, together with the load of organic matter and salts, meets the determination of NBR 13,969/1997 (Standard of the Brazilian Technical Standards Association) for reuse in agriculture, but periodic monitoring of soil salinity is necessary.

Neste trabalho foi estudada a biodegradação de catecol em frascos de Erlenmeyers em água residuária sintética pela levedura Candida parapsilopsis. As respostas dos ensaios cinéticos mostraram que altas concentrações de catecol ocasionaram uma fase lag longa para a levedura. Portanto, a aclimatização da cultura de levedura empregada para biodegradação de catecol é de fundamental importância, sendo possível reduzir toda a concentração inicial de catecol da água residuária sintética de 910 mg/L em 48 horas. Os dados experimentais da cinética de biodegradação do catecol foram ajustados pelo modelo de Haldane adequadamente, sobre a faixa de concentração de catecol investigada de 36 a 910 mg/L. Os parâmetros cinéticos obtidos do modelo de Haldane foram: µmax = 0,246 h-1, Ks = 16,95 mg/L e Ki = 604,85 mg/L.

This study evaluated the biodegradation of catechol by a yeast strain of Candida parapsilopsis in standard medium in Erlenmeyer flasks. Results shown that the highest concentration of catechol caused the longer lag period, demonstrating that acclimatized cultures could completely degrade an initial catechol concentration of 910 mg/L within 48 h. Haldane's model validated the experimental data adequately for growth kinetics over the studied catechol concentration ranges of 36 to 910 mg/L. The constants obtained for this model were µmax = 0.246 h-1, Ks = 16.95 mg/L and Ki = 604.85 mg/L.