文摘

目前的工作评价两种治疗系统的性能在减少的生物污染指标在猪生产废水。系统由两个上流式厌氧污泥层反应器(UASB),与510年和209年L体积,连续安排。系统II由UASB反应器厌氧过滤器,滴滤池,和水瓶,也是组织串联,300卷,190年,250年和150 L。水力停留时间(HRT)应用于第一个UASB反应器40岁,30岁,20日和11 h系统I和II。平均总额的去除效率和耐热的大肠杆菌群系统我是92.92%到99.50%和94.29%到99.56%,分别和增加系统二到99.45%到99.91%和99.52%到99.93%,分别。寄生虫的卵的平均去除率系统我是96.44%到99.11%,达到100%,在系统II。在反应器污泥,项总和耐热的大肠杆菌群10之间不等⁵和10⁹或然数(100毫升)⁻¹,而寄生虫的卵蛋范围从0.86到9.27 g⁻¹TS。

1。介绍

猪养殖近年来大大加剧。在巴西猪总数在2011年达到3930万台,较2010年增长0.9%据巴西地理和统计研究所(IBGE) [1]。

饲养场猪生产的集约化负责生产大量的废液,曾经没有治疗释放到自然污染水泉,从气体排放影响空气质量,导致昆虫扩散(2]。

饲养场条件导致病原微生物在地板表面患病率高,消化系统和泌尿系统的猪是他们的废物处置的主要路线。它是重要的考虑到浪费允许病原体生存和传播几天几个月(3]。

公共卫生方面,作为一个最相关的方面使用废水用于生产性目的,仍在国际盛社区辉映争议的对象。仍然有争论关于容许风险,进而充分必要的废水质量为保证健康保护。共识的延伸仅承认使用未经处理的污水灌溉提供了真正的传播疾病的风险,并且任何使用污水灌溉实践涉及公共卫生风险。尽管如此,仍有争议关于容许风险水平,进而治疗和必要的和足够的质量水平的废水为保证健康安全4- - - - - -6]。

在巴西,没有特定的规则建立寄生虫学的参数劣质水的重用。因此,遵循世界卫生组织设定的准则(7,8]。

对于微生物参数,由巴西国家环境委员会决议357/2005和375/2006 (CONAMA)是值得注意的。CONAMA决议357/2005建立水质标准和使用,因此污水水体的释放。和CONAMA决议375/2006专门针对污水污泥。没有具体的立法或相似的农业废弃物(9,10]。

CONAMA 375号决议从2006年使用微生物和寄生虫学的参数分类污泥用作肥料在农业、A型(或派生产品)或b型污泥时分为A型耐热的大肠菌的浓度低于10³或然数g⁻¹TS,可行的寄生虫蛋是鸡蛋低于0.25 g⁻¹TS。对污泥分为B型、耐热的大肠菌的浓度必须在10³,低于10⁶或然数g⁻¹TS,寄生虫鸡蛋应该超过0.25 g⁻¹TS和低于10鸡蛋g⁻¹TS (10]。

据Van Haandel和沼泽11),世界卫生组织推荐的指南是基于理论模型,流行病学证据,和信息可以在病原体清除效率,特别是通过使用稳定池塘。

推荐的细菌和寄生虫学的标准论坛限制灌溉是10³或然数(100毫升)⁻¹和1寄生虫蛋L⁻¹,分别。美国标准要求没有致病性指标(包括病毒和原生动物)无限制的灌溉(5,12]。

因此,使用污水灌溉和/或受精和反应器污泥污水,必须知道它的物理化学特性和微生物污染指标,为了建立足够的环境保护措施和选择适宜的技术处理和最终处置。

厌氧反应器的使用作为一种辅助治疗有助于清除病原体。此外,根据Chernicharo [13),厌氧处理的优点是能耗低,运营成本很低,小空间需求,甲烷产量,针对高有机负荷和宽容。在厌氧处理系统中,上流式厌氧污泥层反应器(UASB)脱颖而出。UASB反应器,很大一部分未经处理的污水中悬浮物存在(包括寄生虫的卵)被保留,保留在床上的厚生物污泥由于密度和由于液压上升气流。除此之外保留固体颗粒在反应器的底部,还有生物污泥沉积,最终从污泥消化间渗透,但这需要安装油箱固体分离器的上部。

尽管优势归因于厌氧反应器,产生的废水通常环境立法不符合质量标准,对寄生虫的数量鸡蛋,道达尔(total)和耐热的大肠杆菌群,因此需要添加一个后处理系统。

治疗后的另一个选择是滴滤池(TF),连续喂养和没有工作单位洪水。它是一种有氧反应堆,永久空气置换,这自然循环的空地的支持介质,为微生物提供必要的氧气呼吸(14]。

据Van Haandel和沼泽11),合并后的厌氧/好氧系统有巨大的潜力减少建设和运营成本。一些作品被使用这种组合治疗猪生产废水,旨在消除大肠杆菌群,等等。杜达和奥利维拉15)使用一个系统组成的厌氧反应器(UASB和厌氧过滤器)和有氧反应堆(滴滤池)。奥利维拉和桑塔纳16)使用两个对UASB反应器紧随其后的是一个序列间歇式反应器(SBR),有氧和桑托斯14),他也曾与厌氧/好氧/缺氧处理系统,获得显著的大肠杆菌去除效率。

这项工作评估两个处理系统:一个有两个UASB反应器串联组成的,另一个对UASB反应器,厌氧过滤器,滴滤池,和水瓶,放置在系列中,去除大肠菌和寄生虫鸡蛋从猪生产废水。

2。材料和方法

实验装置由两个处理系统。系统由两个UASB反应器,卷510和209 L,放置在系列(图1),如所描述的奥利维拉和桑塔纳16]。

系统II由UASB反应器厌氧过滤器,滴滤池,和水瓶,放置在系列,300卷,190年,250年,分别为150 L(图2),被杜达和奥利维拉15]。在无氧和有氧生物过滤器,聚丙烯环作为支持介质,与比表面积的101米²/ m³。

猪生产废水用于饲料处理系统收集每日在饲养场猪生长和加工,在商业地产位于城市Jaboticabal SP,它使用浅水渠道运输的浪费。收集到的污水渗(3毫米网)的第一次单独的粗糙的固体;接下来,水储存在盒子里,抽到第一阶段的核反应堆。其他反应堆重力喂。描述的操作条件应用于系统表1。

2.1。系统监控

监测反应堆2011年7月开始,一直持续到2012年9月。集合进行每两周后稳定的在每个分析处理系统。

厌氧反应器被认为是稳定的,当变异系数(CV)的总COD的去除效率值和挥发性悬浮固体(VSS)浓度的挥发性酸(TVA)和甲烷生产(CH₄)低于20%;滴滤池,每当平均鳕鱼和VSS值在废水及其效率的简历低于20%。

流入和流出量进行了化验,年底后60天的操作在实验1中,30天在实验2中,在分析3 60天,75天测定4。同一时期的污泥收集。

实验室考试被执行和耐热的大肠杆菌数量和总数量的寄生虫蛋在流入,废水和反应器的污泥和水瓶。

2.2。总和耐热的大肠菌的决心

确定大肠杆菌群,依照CETESB复合管技术使用规范L.5 20217)和符合标准的方法检查水和废水。或然数表达的结果(最可能的数字)每100毫升的样品(18]。

热压处理过的玻璃烧瓶内的样本收集和处理后立即集合。

流入收集样本的输入管道流出的厌氧反应器和即将离任的厌氧反应器的管道,滴滤池,和水瓶。集合进行每个试验结束时,有两个复制/分析。污泥样品收集在所有采样点。

2.3。确定寄生虫的卵

处理、样品制备和计数的寄生虫鸡蛋,研究采用沉降法由Bailenger [19艾尔斯和玛拉()和修改20.]。之所以选择这种方法由于其简单性和低成本的试剂使用,除了事实,它允许多种寄生虫的复苏通常发现在废水,特别是线虫鸡蛋(蛔虫sp。鞭虫sp,钩虫)特定的寄生虫学的指标中发现世界卫生组织指南重用在农业(21]。

流入和流出的样品(每10 L)收集并放置在15 L聚乙烯鼓和加工后两小时的沉积。流入的抽样地点是在传入的厌氧反应器的管道。在即将离任的取样管道流出的厌氧反应器,滴滤池,和水瓶。两个复制进行了分析。

迈耶的方法被用来恢复寄生虫卵子从污泥(22]。结果表示为鸡蛋g⁻¹TS (23]。

污泥样品收集在两个集合点在反应堆的反应室:(1)对UASB反应器系统,污泥床和毯子,分400和1200毫米流入入口处(图1);(2)对UASB反应器系统II,污泥床和毯子,分400和1180毫米流入入口处;(3)厌氧过滤系统II, 380点和940毫米流入入口;(4)玻璃水瓶在系统II, 1100毫米的流入入口(图2)。在每一个点,一个1 l污泥样本收集并放置在聚乙烯瓶。

3所示。结果与讨论

3.1。道达尔和耐热的大肠杆菌群在流入和废水

的总数量的平均值和耐热的大肠杆菌群的流入系统I和II 1.40之间范围E+ 7和2.40E+ 08或然数(100毫升)⁻¹在化验1到4。废水的UASB反应器(R1),他们降低平均值为1.50E+ 06至4.40E+ 07或然数(100毫升)⁻¹如表所示2和3。

废水的UASB反应器(R2)的处理系统,减少维护总额的平均值和耐热的大肠杆菌群为1.90E1.70 + 5E+ 07或然数(100毫升)⁻¹在化验(表1 - 42)。在厌氧过滤器处理系统二世有减少,平均值为4.30E2.00 + 5E+ 07或然数(100毫升)⁻¹道达尔和耐热的大肠菌的化验(表1 - 43)。的TF,减少了2.00的值E+ 04至2.20E+ 06化验1到4。在《品醇客》杂志介绍,减少维护总额的平均值和耐热的大肠杆菌群为2.40E+ 04至1.20E在化验1到4 + 06。我在处理系统,有两个UASB反应器串联,优越的废水微生物质量评估大肠杆菌指标,除了测定4,当总大肠菌值是相同的。在厌氧处理系统,反应堆,荷尔蒙替代疗法的效果变得明显减少,尤其是在分析4,阻碍废水的微生物质量提高和耐热的总大肠菌的计数。

否决权(24)获得更高的价值总额的耐热的大肠杆菌群猪生产废水为1.00E+ 07或然数(100毫升)⁻¹相似的价值观对于目前的工作。

桑托斯et al。25)获得更高的总大肠菌值,总计1 00E+ 08年1 00E+ 10或然数(100毫升)⁻¹和耐热的大肠菌值1,00E+ 08年1 00E+ 09或然数(100毫升)⁻¹。

奥利维拉和桑塔纳16)获得相似或略高的结果在评估大肠杆菌浓度在猪生产废水。治疗后的UASB反应器系统,作者也获得了耐热的浓度显著降低大肠杆菌群的废水R1的平均值4.30E+ 06至4.30E+ 07或然数(100毫升)⁻¹和R2的2.40下降到平均的值E+ 06至4.30E+ 07或然数(100毫升)⁻¹。

因此,评价厌氧处理系统显示两个对数单位的还原电位和耐热的总大肠菌,化验1到3之间的相对较小的变化,激素替代疗法是59 28 h。荷尔蒙替代疗法的范围的减少15 - 16试验4 h,删除一对数的顺序。

平均去除效率和耐热的大肠菌总额的92.92%到99.93%的厌氧反应器处理系统在化验1到4 I和II(数字3,4,5,6)。去除大肠菌的最高效率发生在化验1,2,3。分析4中的荷尔蒙替代疗法和温度低导致降低大肠杆菌清除,主要是由于对UASB反应器的效率降低(R2)和厌氧过滤处理系统I和II,荷尔蒙替代疗法的分别为4.5和5.2 h,分别。

尽管实现99.93%的去除效率的耐热的大肠杆菌群的废水厌氧处理系统I和II的反应堆,大肠杆菌浓度仍然超过标准建立了用于植物灌溉根据巴西立法CONAMA 357/2005和治疗流出根据世界卫生组织的指导方针(7,8]。

分析猪生产废水与荷尔蒙替代疗法对UASB反应器和厌氧过滤器12.0和8.5 h,分别Pereira-Ramirez et al。26)获得耐热的大肠菌最后废水的浓度为2.51E+ 07或然数(100毫升)⁻¹。厌氧过滤器(AF)删除80至96%的耐热的大肠杆菌群,类似的和更高的价值比获得这项工作。

Buzato [27),评估上流式厌氧滤器的性能在使用UASB反应器处理生活污水,取得平均总额的去除效率和耐热的大肠杆菌群81和78%,分别。平均UASB反应器的去除效率为71%,总大肠杆菌群为69%,耐热的大肠杆菌群。厌氧过滤器显示平均总额的去除效率和耐热的大肠杆菌群的41%和33%,分别值低于这个工作。

杜达(28)与系统II治疗猪生产废水;最高的效率获得耐热的大肠菌的去除是99.86%对UASB反应器和厌氧过滤器。后添加滴滤池(TF)治疗后,化验效率分别为99.99%和99.94的荷尔蒙替代疗法的44.7和66.6 h厌氧处理和后处理系统的价值高于获得这个工作,这表明更大的荷尔蒙替代疗法导致去除效率更重要。

系统II导致去除效率值高于我,只包含对UASB厌氧反应器的系列中,确认后治疗的重要性,如图5和6。

细菌学的质量最终废水的充分性,以满足环境立法的标准,基本上取决于接收水体的特点。在这个意义上,为了满足质量标准的二班河最多1.00E+ 03或然数(100毫升)⁻¹,稀释浓度的大肠杆菌群上游排放点将优势因素分析(9,15,16,28]。

3.2。道达尔和耐热的大肠杆菌群在污泥

在UASB (R1)和UASB (R2)反应堆系统,更高浓度的生物污泥的大肠杆菌群被观察到在床上,点1,位于底部的反应堆。总大肠杆菌群的平均浓度点2是1.50E+ 08年9.10E+ 08或然数(100毫升)⁻¹1.10之间和耐热的大肠菌浓度范围E+ 08年和6.50E+ 08或然数(100毫升)⁻¹在所有的化验。

在点(图4和51),在生物污泥层,位于顶部的UASB反应器的反应室(R1),大肠杆菌群的浓度减少一个或两个对数单位,如表所示4。这些数字的大肠杆菌群仍在床上的生物污泥从第二个UASB反应器(R2),它也有减少污泥层中一个对数单位。

关于污泥系统II, UASB反应器的第1点和房颤,大肠杆菌群的浓度也高于其他点所有的化验和减少反应器床的距离增加,如表所示5。

使用对UASB反应器处理生活污水的,回来(29日评估污泥和获得耐热的大肠菌值为2.10Eg + 03或然数⁻¹TS,分类b污泥,重用的可能性,类似于这项工作中发现的值。桑托斯et al。25),在里奥斯das安踏的污水处理厂,采用UASB反应器,巴拉那州的卫生工具,发现浓度的耐热的大肠杆菌群低于10 g或然数⁻¹TS;因此,可以作为肥料残留在作物土壤。

值得提醒的是,没有专门立法从猪处理废水污泥。CONAMA 375号决议(10)定义了污水污泥在农业上的使用标准和程序中创建污水处理厂及其副产品。

重用污泥在农业(A型)、道达尔和耐热的大肠菌的浓度必须保持低于1.00Eg + 03或然数⁻¹TS和低于1.00Eg + 06或然数⁻¹TS型b只有污泥产生的UASB反应器系统(R2),我(化验1,2,3,4)显示值按照设定的标准CONAMA 375号决议(10)农业作为b污泥中重复使用。

寄生虫学的分析

3.3。确定寄生虫的卵在流入和废水

表6显示了识别和计数的结果获得的寄生虫鸡蛋的平均数量的样本的流入和流出的UASB反应器(R1和R2)放置在系列,在中试规模的处理系统,在分析1、2、3和4。只有鸡蛋蛔虫suum被发现。

莫里斯et al。30.),而比较猪农场开槽或水泥地板,所述大发生蛔虫suum在水泥。与浅池设施有利于传播寄生虫代理当使用不足,这也解释了的存在蛔虫suum鸡蛋的流入。评估是很重要的水流,所以浪费不断退出该地区。

寄生虫形式在猪生产废水的浓度与处理实践和相关设施。提高系统的变化降低感染率,但好的代理可以持续甚至在属性处理实践(31日]。注射伊维菌素的使用在怀孕母猪防止垂直传播母猪仔猪因此减少当地的污染。治疗驱虫剂使用口服fenbendazole,所有的动物都是保存在一个巩固了区域没有灵魂,只接受商业饲料。因此,在牛群与寄生虫抵抗污染和环境抗性,这些寄生虫的卵。

流入的数量蛔虫suum鸡蛋中发现的系统我从2.3到3.0不等鸡蛋L⁻¹鸡蛋,平均2.5 L⁻¹整体系统即二级UASB反应器的污水系统,较低的数量,平均0.027到0.107鸡蛋L⁻¹,去除效率在99.11%和96.44之间化验1到4,如图7。

表7礼物的平均数字的结果蛔虫suum鸡蛋中获得的样本流入,UASB反应器的废水,厌氧过滤器,滴滤池,和水瓶的处理系统。流入的数量蛔虫suum鸡蛋发现2.3和3.6之间不同的鸡蛋L⁻¹鸡蛋,平均2.7 L⁻¹整体系统II。UASB反应器中厌氧过滤器,鸡蛋的平均是0.14 L⁻¹和0.07 L鸡蛋⁻¹,分别。滴滤池的废水和水瓶里,没有蛔虫suum鸡蛋被发现,显示效率高的组合中,这些生物,如图8。

Cavalcante [32),处理厌氧过滤器处理生活污水时,获得99%的去除效率寄生虫鸡蛋,导致最终废水与卵L值低于1⁻¹。

在处理生活污水,Passamani et al。33)获得87.5%的效率对UASB反应器(废水24蛋L⁻¹),而未发现寄生虫鸡蛋在废水生物滤池放在系列,因此去除效率达到100%,获得类似于这项工作。

鸡蛋的数量变化对UASB废水中发现相比其他作者很重要。Zerbini et al。34和苏萨35),分别为195和229.9鸡蛋L⁻¹,价值远高于那些在这项研究中获得的。关于获得的平均值,观察到的结果范围内呈现在作品Cavalcante [32]和Passamani [33),场均0.65 L和零寄生虫鸡蛋⁻¹分别。

厌氧反应器的处理系统I和II,最高的寄生虫清除效率发生高荷尔蒙替代疗法在化验1,2,3。显著降低荷尔蒙替代疗法试验4,最低的删除寄生虫主要是由于减少对UASB反应器(R2)和房颤的治疗系统I和II,荷尔蒙替代疗法在4.5和5.2 h,分别如图7和8。

Leopoldino et al。36),将生活污水处理厌氧过滤器,观察最终废水与手段低于1蛋L⁻¹,83.3%的寄生虫的卵。蛋的大小和密度有利于去除过滤和沉降等物理过程,观察到的现象在厌氧过滤器。

99.11%和100%的效率获得结果治疗系统I和II,分别被认为是优秀的蛔虫suum鸡蛋、会议的健康建议无限制使用的污水用于灌溉。

3.4。测定污泥的寄生虫的卵

大量的蛔虫suum鸡蛋中发现的UASB反应器处理系统的污泥层I和II像0.94到7.55 g⁻¹TS;在床上,鸡蛋数较高,达到1.74到9.55 g的值⁻¹TS。

分析样品的最高浓度的床上发现了UASB在所有化验和间质污泥AF固定床的化验1和2。

获得的结果在我处理系统和处理系统II高于0.25 g蛋⁻¹TS在所有化验,因此污泥必须列为B型根据CONAMA 375 (10),阈值必须低于10 g鸡蛋⁻¹TS和使用受到限制,如表所示8。

这项研究表明,有一种倾向,鸡蛋被保留或解决的床上对UASB反应器和被吸附在生物膜形成保留支持介质和房颤的间质污泥从固定床和TF反应堆,他们发现少量或没有从废水中检测出样品。

我们可以找到不同的病原微生物在生物污泥;然而,仅仅存在一个传染病在农业中使用的污泥不一定意味着直接传播疾病;它只描述一个潜在风险37]。

任何个人的真正感染的风险实际上取决于一系列因素的组合,包括耐药性致病菌对污水处理和环境条件、感染剂量,致病性,易感性和宿主的免疫程度,人体接触度爆发。因此,为了一个微生物在污水用于农业引起疾病,它必须抵制对治疗过程采用足够数量和生存环境感染易感个体(37]。

这项研究的结果是非常重要的对于健康和环境工程,他们的证据的重要性,结合系统(无氧和有氧),作为一种技术能够对发布健康产生显著的有益影响,通过消除寄生虫的卵。

4所示。结论

处理系统的去除寄生虫的卵是优秀的,与99.11%的去除效率系统我100%,系统II,显示值低于1蛋L⁻¹和会议的健康建议设定的无限制使用污水灌溉。

大肠杆菌计数的废水处理系统显示大肠杆菌清除潜在的高,我和99年达到99.51%的百分比值系统,系统II为91%,导致最终废水的浓度范围为1.00E+ 04至1.00E+ 07或然数(100毫升)⁻¹。高浓度的该参数使农业重用可能只限制灌溉(谷物、工业作物、饲料种类、牧场、和树)。

分别评估时,反应堆显示降低大肠杆菌群的去除效率和寄生虫鸡蛋比反应堆置于系列的分析作为一个系统,证明厌氧反应器的优点放在系列和无氧和有氧反应堆。

利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

我们应感谢FUNDUNESP (UNESP发展基金会)(01013/11号和0284/019/13过程),斗篷(协调改进更高级别人员)(过程PE-PNPD 3137/2010),和CNPq(国家科学和技术发展委员会)(没有过程。483118/2011-7)对金融支持。