[pt] O presente trabalho teve como objetivo estudar o tratamento de efluentes contendo cianeto livre através do sistema H2O2/UV e selecionar as condições operacionais mais adequadas para uma maior eficiência do processo. Para isso, foram empregadas soluções sintéticas de KCN com características de pH e concentração similares às condições de um efluente industrial real. O fotorreator utilizado nos testes de oxidação foi um reator cilíndrico de seção anular, equipado com uma lâmpada de baixa pressão de 28 W concêntrica com emissão em 254 nm, onde a solução ficava diretamente em contato com a mesma. Este fotorreator foi acoplado a um sistema de refrigeração que mantinha a temperatura de operação em 25oC.As variáveis avaliadas foram concentração inicial de cianeto em solução, pH inicial da solução, potência de UV irradiada e razão molar [H2O2]/[CN-]. Para soluções contendo uma concentração inicial de cianeto igual a 100 ppm, foi possível atingir uma eficiência remoção de 99,9 por cento em 25 minutos, em pH igual a 9,5, com uma razão molar [H2O2]:[CN-] igual a 3. Para efluentes contendo uma concentração inicial de cianeto igual a 300 ppm, nas mesmas condições operacionais, alcançou-se a mesma eficiência em 30 minutos. / [en] The present work had the objective of studying the treatment of effluents containing free cyanide through the system H2O2/UV, and of selecting the best operational conditions for best efficiency of the process. For that, it was employed synthetic solutions of KCN with characteristics of pH and concentration similar to those of a real effluent. The photoreactor employed in the oxidation tests was a cylindrical reactor of annular section, equipped with a concentrical low pressure lamp of 28 W with emission in 254 nm, where the solution was in direct contact with the lamp. This photoreactor was coupled with a cooling system which kept the operation temperature at 25oC. The evaluated variables were initial cyanide concentration in solution, initial pH of the solution, power of radiated UV and molar ratio [H2O2]/[CN-]. For solutions containing an initial concentration of cyanide equal to 100 ppm, it was possible to reach a removal efficiency of 99.9 per cent in 25 minutes, in pH equal to 9.5, with a molar ratio of [H2O2]:[CN-] equal to 3. For effluents containing an initial concentration of cyanide equal to 300 ppm, at the same operational conditions, it was possible to achieve the same removal efficiency in 30 minutes.

[pt] A indústria petroquímica constitui um dos mais importantes setores industriais no Brasil. A grande diversidade dos processos de fabricação praticados faz aumentar a necessidade de caracterização dos efluentes gerados em cada planta industrial. Em geral, os efluentes apresentam elevado teor de matéria orgânica, cuja remoção é necessária para atender às normas técnicas de descarte de efluentes industriais. Um dos processos de tratamento utilizados é a coagulação química seguida de tratamento biológico. Na coagulação química, sais de alumínio ou ferro são usados como coagulantes. Devido às grandes flutuações de carga orgânica, as quais dificultam a dosagem do coagulante, buscam-se alternativas para aprimorar o tratamento. Neste contexto, a eletrocoagulação pode servir como alternativa à coagulação química ou como pré-tratamento. O presente trabalho consistiu de ensaios de coagulação química (Jar Test) e de eletrocoagulação em escala de laboratório, utilizando efluentes gerados em uma indústria petroquímica fabricante de borracha sintética. Os ensaios permitiram comparar as eficiências de remoção de matéria orgânica por eletrocoagulação e por coagulação química, bem como comparar as eficiências desses tratamentos em escala de laboratório com aquelas obtidas na etapa de tratamento físico-químico (coagulação química e floculação) da ETEI - Estação de Tratamento de Efluentes Industriais da indústria citada. Em todos os casos, as eficiências de remoção de carga orgânica foram avaliadas pela DQO (Demanda Química de Oxigênio). Nos ensaios de coagulação química em laboratório, utilizou-se como coagulante o sulfato de alumínio. Os parâmetros investigados foram o pH ótimo de coagulação e a dosagem ótima de coagulante. Os ensaios do processo eletrolítico foram realizados em batelada com eletrodos de alumínio. Os parâmetros investigados foram a temperatura, o potencial aplicado, o pH inicial, a distância entre eletrodos, o número de eletrodos e o desgaste dos mesmos. As eficiências de remoção de DQO pelo processo de eletrocoagulação apresentaram valores até três vezes maiores que a média mensal obtida na ETEI da indústria em questão, pelo processo de coagulação química e floculação, no período da coleta das amostras, indicando a possibilidade de aplicação do tratamento eletrolítico ao efluente estudado. / [en] The petrochemical industry constitutes one of the most important industrial sectors in Brazil. The great diversity of processes of manufacture makes to increase the necessity of characterization of the effluents generated in each industrial plant. In general, the effluents presents high grade of organic matter, whose removal is necessary to expect to the technical standards of discarding of industrials wastewaters. One of the used processes of treatment is the chemical coagulation followed by biological treatment. In chemical coagulation, aluminum or iron salts are used as coagulants. Because of the large fluctuations of organic load, which makes difficult the dosage of the coagulant, alternatives are being looked for the improvement of the treatment. In this context, the electrocoagulation may be an alternative to the chemical coagulation or can serve as a preliminar treatment. The present work consisted of assays of chemical coagulation (Jar Test) and of electrocoagulation in scale of laboratory, using effluent generated in a petrochemical industry manufacturer of synthetic rubber. The assays had allowed to compare the efficiencies of removal of organic matter by electrocoagulation and chemical coagulation, as well as comparing the efficiencies of these treatments in scale of laboratory with those gotten in the stage of treatment physical- chemical (chemical coagulation and flocculation) of Industrial Effluent Treatment Station of the cited industry. In all the cases, the efficiencies of organic load removal had been evaluated by the COD (Chemical Oxygen Demand). In the chemical coagulation experiments in laboratory, the aluminum sulphate was used as coagulant. The investigated parameters have been pH excellent of coagulation and the excellent dosage of coagulant. The assays of the electrolytic process had been carried through in batch with aluminum electrodes. The investigated parameters have been the temperature, the applied potential, pH initial, the distance between electrodes, the number of electrodes and the consuming of them. The efficiencies of COD removal for the electrocoagulation process reached values up to three times higher that the monthly average observed in the treatment station of the studied industry in the chemical coagulation and flocculation stage. The results indicate the possibility of application of the process in the treatment of the studied effluent.

Oriunda da etapa de destilação do caldo do caldo da cana-de-açúcar, a vinhaça é um subproduto da produção de etanol. Apesar de seu difundido uso na agricultura canavieira como fertirrigação, sua disposição no solo tem sido questionada quanto a possíveis riscos ambientais. Uma destinação alternativa à vinhaça e seu tratamento anaeróbio, considerado bastante atrativo haja vista a possibilidade de recuperação de energia na forma de biogás, sem interferir em suas qualidades como biofertilizante. Entre os sistemas de tratamento anaeróbios, os reatores de leito fixo têm sido amplamente utilizados devido à sua estabilidade operacional. A modelagem abrangente destes tipos reatores tende a ser complexa de forma que o estudo dos escoamentos em seu interior do reator é vital. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi analisar e simular numericamente a hidrodinâmica de reator de leito fixo de fluxo ascendente tipo APBR (anaerobic packed bed reactor). Em termos gerais, os resultados obtidos por simulação foram confrontados tanto com os correspondentes valores experimentais como com aqueles obtidos a partir dos modelos uniparamétricos comumente usados para representar reatores não ideais. Para tanto, foram empregados dados pré-existentes de ensaios hidrodinâmicos conduzidos no início e no final da operação, com biorreator alimentado com solução-traçador na forma de degrau a vazões de 4,6 L/dia e 2,3 L/dia. Foram considerados os modelos de dispersão de pequena e grande intensidade bem como o modelo de tanques agitados em série. Quanto às simulações numéricas, foi usado o software de CFD (fluidodinâmica computacional)COMSOL Multiphysics ® 4.3b.As curvas DTR obtidas via simulação e com base nos modelos para reatores não ideais foram confrontadas com as curvas obtidas experimentalmente. Para o reator operando com vazão de 2,3 L/dia, nenhum dos modelos propostos mostrou-se adequado quanto ao final da operação, em razão da incapacidade em representar o surgimento de picos de concentração que podem estar associados ao acúmulo de biomassa no interior do biorreator, mas também ao tipo de traçador utilizado para a realização do experimento. As demais curvas DTR sugerem que o reator em questão aproxima-se do tipo pistonado. O simulador CFD representou de forma bem adequada os dados experimentais em comparação com resultados obtidos a partir dos modelos para reatores não ideais. A simulação numérica de biorreatores para tratamento de efluentes mostrou-se, pois, capaz de fornecer informações mais detalhadas e precisas, geralmente úteis a engenharia do processo. Adicionalmente, foi implementado um simulador com base no método de Boltzmann em rede (lattice Boltzmann method, LBM) capaz de simular escoamento laminar bidimensional em regime permanente no interior de um canal. No escopo de uma linha de pesquisa em simulação LBM de biossistemas agroindustriais, trata-se de um esforço inicial quanto à simulação LBM da hidrodinâmica de biorreatores para tratamento de efluentes em geral. / Resulting from sugarcane juice distillation, vinasse is a by-product from ethanol industry. Despite its widespread use as fertirrigation at crops, direct deposition of vinasse into soils has raised environmental issues. Alternatively, it may undergo anaerobic treatment, which is very attractive in view of energy recovery as biogas while preserving vinasse quality as biofertilizer. Among anaerobic treatment systems, fixed-bed reactors come forward due to their operational stability. Their comprehensive modeling is prone to be complex so that the study of fluid flows prevailing inside is fundamental. Accordingly, the goal of this work was to numerically analyze and simulate the hydrodynamics within a particular upflow fixedbed reactor, namely anaerobic packed bed reactor. In general, results from simulations were compared with experimental counterparts as well as against results from well-known single-parameter models for non-ideal reactors. Existing data from hydrodynamic tests were then used, concerning operation at both start-up and shut-down and bioreactor stepwise feeding with tracer solution flow at 4,6 L/day and 2,3 L/day. Non-ideal reactor models comprised either low or high-dispersion together with continuous stirred-tank reactor model while COMSOL Multiphysics ® 4.3b CFD (computational fluid dynamics) software was employed for simulations. Retention time distribution (RTD) curves from simulations and from model calculations were compared to experimental ones. For operation at 2,3 L/day flow, no models proved to be suitable as far as shut-down operation is concerned, due to biomass accumulation inside the bioreactor. Remaining RTD curves suggested that reactor behavior resembles plug-flow type. Compared to non-ideal reactor models, CFD simulations proved to properly reproduce experimental data while being able to provide detailed and accurate information for process engineering towards effluent treatment. Furthermore, a numerical simulator was implemented as based on the lattice Boltzmann method (LBM) in order to deal with two-dimensional steady-state laminar flow inside a channel. As part of research work on LBM simulation of agroindustrial biosystems, aforesaid simulator contributed to LBM simulation of hydrodynamics within bioreactors for wastewater treatment in general.

Submitted by Angela Maria de Oliveira (amolivei@uepg.br) on 2018-06-18T17:08:54Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Zaika, Marina Gadens.pdf: 3417069 bytes, checksum: e7a555d3e211bdb7368517e8e8789617 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-18T17:08:54Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Zaika, Marina Gadens.pdf: 3417069 bytes, checksum: e7a555d3e211bdb7368517e8e8789617 (MD5) Previous issue date: 2018-04-10 / A pesquisa teve como objetivo a avaliação dos parâmetros de tratabilidade, designados assim, como as variáveis, fatores, configurações hidráulicas e de operação, que por hipótese, potencialmente oferecessem influência no processo de melhoria da qualidade da água residuária (concentrado salino) decorrente da dessalinização por ultrafiltração e osmose reversa, através da aplicação de Sistemas Alagados Construídos, cultivados com capim-elefante (Pennisetum purpureum, Schum.). Os estudos foram conduzidos em escala de bancada, dentro de uma estufa agrícola semi-climatizada. Foram confeccionadas doze unidades experimentais, e estabelecidos quatro configurações de tratamento com três repetições cada, operadas e monitoradas durante cinco meses, variando em função da operação do sistema, se de fluxo contínuo ou de regime estático, e também no tempo de detenção hidráulica de três ou quatro dias. Amostras de água foram coletadas na entrada e na saída de cada unidade, e foram analisados em laboratório para a caracterização físico-química e monitoramento dos parâmetros: pH, alcalinidade, oxigênio dissolvido, turbidez, salinidade, dureza, cálcio, cloretos, sulfatos, condutividade elétrica, sólidos dissolvidos totais e demanda química de oxigênio. Os resultados foram submetidos à análise de variância e teste de Tukey, em nível de 95% de confiança, utilizando-se o programa estatístico SISVAR. Os sistemas que foram submetidos ao regime estático, com tempo de detenção hidráulica de quatro dias, nas três primeiras semanas de operação, mostraram ser mais eficientes na remoção média de salinidade (53,1%), dureza (69,2%), cálcio (66,7%), cloreto (44,5%), condutividade elétrica (40,7%) e sólidos dissolvidos totais (86,7%). A planta conseguiu absorver 0,25% do íon sódio pelas suas raízes para a sua nutrição, segundo resultados de ensaio de microscopia eletrônica. / The aim of this research was to evaluate the treatability parameters, which were defined as variables, factors, hydraulic and operating configurations, which, by hypothesis, could potentially influence the process of improving the quality of wastewater (brine) resulting from desalination by ultrafiltration and reverse osmosis, through the application of Constructed Flooded Systems, cultivated with elephantgrass (Pennisetum purpureum, Schum.). The studies were conducted on bench scale, within a semi-heated agricultural greenhouse. Twelve experimental units were established, and four treatment configurations were established with three replicates each, operated and monitored for five months, varying according to the operation of the system, whether continuous or static, and also in the hydraulic holding time of three or four days. Samples of water were collected at the entrance and exit of each unit, and were analyzed in the laboratory for the physico-chemical characterization and monitoring of parameters: pH, alkalinity, dissolved oxygen, turbidity, salinity, hardness, calcium, chlorides, sulfates, conductivity total dissolved solids and chemical oxygen demand. The results were submitted to analysis of variance and Tukey's test, at a 95% confidence level, using the statistical program SISVAR. The systems that were submitted to the static regime, with hydraulic detention time of four days, during the first three weeks of operation, showed to be more efficient in the average removal of salinity (53.1%), hardness (69.2%), calcium (66.7%), chloride (44.5%), electrical conductivity (40.7%) and total dissolved solids (86.7%). The plant was able to absorb 0.25% of the sodium ion by its roots for its nutrition, according to results of the electron microscopy.

Este trabalho teve como objetivos principais a caracterização da mina de turfa de Eugênio de Melo, localizada no Estado de São Paulo, região do Vale do Rio Paraíba do Sul, bem como uma amostra representativa do seu minério. Esta amostra foi testada sob duas condições – in natura e tratada com ácido clorídrico – como adsorvente de metais pesados visando a aplicação do minério em processos de tratamento de efluentes líquidos. Adotaram-se como estudos de caso lixívias obtidas a partir de resíduos da mineração de sulfetos de chumbo e metais associados existentes na região do alto curso do Rio Ribeira de Iguape, geradas em laboratório. Tais depósitos encontram-se sob a forma de extensos corpos às margens de importantes drenagens, circunscritas à região de Adrianópolis (PR). A possibilidade de liberação dos metais pesados presentes nestes depósitos para o ambiente foi avaliada através de estudos granulométricos, mineralógicos e químicos de uma coluna amostrada num destes depósitos. Os teores dos metais presentes nas lixívias enquadraram-nas como não passíveis de descarte para o ambiente sem tratamento prévio, segundo a legislação estadual e federal que regem o assunto. Os resíduos da mineração aqui estudados, compreendendo rejeitos das plantas de concentração mineral e escórias de uma unidade de metalurgia, foram caracterizados como Classe I (perigosos) de acordo com metodologia adotada pela Associação Brasileira de Normas Técnicas. A capacidade adsortiva da turfa para 5 dos metais presentes nas lixívias foi avaliada através de experimentos de equilíbrio, conduzidos em batelada, em sistemas de componente único. Os dados obtidos apresentaram ajuste ao modelo cinético de Langmuir. A afinidade química da turfa revelou-se mais forte para chumbo, cobre e cádmio, e mais reduzida para zinco e manganês. Cálcio e magnésio, provenientes dos metadolomitos hospedeiros das mineralizações sulfetadas, apresentam-se em grande quantidade nas lixívias e foram caracterizados como elementos interferentes no processo adsortivo, que se mostrou, também, influenciado pelo pH e temperatura de realização dos ensaios. As lixívias foram submetidas a 5 ciclos sucessivos de contato com a turfa para se avaliar a eficiência do processo adsortivo em enquadrá-las à legislação ambiental de descarte. Nesta simulação de tratamento de efluentes por bateladas, em situação de adsorção competitiva, a turfa revelou-se um bom adsorvedor para chumbo e cobre. Seu modesto desempenho relativamente a cádmio, zinco e manganês posiciona-a como insumo adequado a processos de descontaminação de efluentes líquidos preferencialmente após etapa de tratamento primário. / This work has as main objectives the characterization of the Eugênio de Melo peat mine, located in the Paraíba do Sul River Valley, State of São Paulo, as well as a representative sample of its ore. This sample was tested as an absorbent material in two conditions – both in natura and treated with hydrochloric acid – in order to assess its use in liquid effluent treatment process. It were adopted as case studies lab generated leaches obtained from mining residues of lead and associated metals sulfides present at the upper course of the Ribeira do Iguape River region, accumulated as huge deposits close to important drainages, near the Adrianópolis (PR) region. The possibility of the heavy metals’ environmental release from those deposits was assessed through grain size distribution, mineralogical and chemical approaches. These studies were led in a vertical profile surveyed in a specified deposit. The leaches’ heavy metal contents surpass the limits set by both state and federal environmental permits, so they are not allowed for discharge to the environment without prior treatment. The mining residues studied here – mining wastes and metallurgical slags – were characterized as Type I (perilous material) according to Brazilian Guidelines for Residues Classification set by Brazilian Association for Technical Standards. The peat’s adsorptive capacity was assessed for 5 of the heavy metals present in the leaches by means of batch equilibrium essays conducted in single component systems. The data of these experiments fitted to Langmuir’s kinetic model. The chemical affinity of the peat was stronger for lead, copper and cadmium, and weaker for zinc and manganese. Calcium and magnesium derived from metadolomites that hosts sulfide mineralization are in great amount in the leaches. They were identified as interferential constituents to the adsorptive process, which are also affected by the pH and temperature of the assays. The leaches were undergone to 5 cycles of contact with peat in order to assess if the adsorptive process fit them to the legal discharge environmental standards. In this simulation of batch effluent treatment by means of competitive adsorption, the peat revealed itself as a good adsorbent for both lead and copper. The weak adsorptive performance for cadmium, zinc and manganese ranked peat only as a qualified supplies to remediation process entailing liquid effluents, preferably after primary treatment process.

Made available in DSpace on 2017-07-10T17:37:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carlos_Eduardo_Weirich.pdf: 1336764 bytes, checksum: 26e875704b80ba5d54deaeedce9c2fe3 (MD5) Previous issue date: 2009-08-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This study aimed to evaluate the influence of temperature on production of biomass and retention of nitrogen and phosphorus in a treatment system for swine effluent, composed of two species of aquatic plants Eichhornia crassipes (water hyacinth) and Pistia stratiotes (lettuce water). The work was accomplished at the Universidade Estadual do Oeste do Paraná- Paraná State, Campus of Toledo - PR, in the periods that were on 19 February to 19 March 2008 and August 11 to 09 September 2008, referring to the summer and winter, respectively. The system was composed by 24 experimental tanks built in concrete with a length of 1,5 m, width of 0,25 m and depth of 0,16 m. A completely randomized design was used two species of macrophytes, water lettuce and water hyacinth and two periods with four replications. Water samples were collected at entry and exit system at the beginning and end of the experiment evaluating the total nitrogen (TN), total phosphorus (TP), pH, electric conductivity and dissolved oxygen. The water temperature together with the maximum and minimum temperature and air humidity were measured daily. Biomass production was analysed in the end of the experiment. The proximate analysis of biomass plants examined in the dry, were different (P <0,05) for the periods, the ash content grow in the shoot (CZPA) and root (CZR), phosphorus in the shoot (PPA ) and nitrogen in the root (NR) and shoot (NPA). As for the treatments showed meaning difference (P <0,05) for the crude protein in shoot (PBPA), gray in the root (CZR) and shoot (CZPA). The most remotion of water, as for the water hyacinth as for the track, was observed in summer with values of 85,71% and 88,69%, respectively. These values did not differ statistically from those observed for the winter. For PT a higher removal was observed on treatment with water hyacinth in the winter (43,37%) and on the runway during the summer (43,33%). The production of biomass of water hyacinth was 4,04 and 3,19 kg m-2 during the summer and winter, respectively, while the runway was 1,78 and 0,71 kg.m-2 for the same periods. The results obtained in this experiment, conclude that the plants had high biomass production and a high potential for accumulation of nitrogen and phosphorus in their plant tissue. The temperature of air and water showed variation during the periods of the experiment, indicating the summer period that favored the best performance of species evaluated / O presente trabalho teve por objetivo avaliar a influência da temperatura na produção de biomassa e retenção de nitrogênio e fósforo em um sistema de tratamento de efluente de suinocultura, composto por duas espécies de plantas aquáticas, Eichhornia crassipes (aguapé) e Pístia stratiotes (alface d'água). O trabalho foi realizado na Universidade Esta dual do Oeste do Paraná UNIOESTE, Campus de Toledo PR, durante dois períodos, que foram de 19 de fevereiro a 19 de março de 2008 e 11 de agosto a 09 de setembro de 2008, referente ao verão e inverno, espectivamente. O sistema foi composto por 24 tanques experimentais construídos em concreto com comprimento de 1,5m, largura de 0,25m e profundidade de 0,16 m. O delineamento foi inteiramente casualizado, tendo sido utilizadas duas espécies de macrófitas, pistia e aguapé e dois períodos com quatro repetições. As amostras de água foram coletadas na entrada e saída do sistema, no início e final do experimento avaliando-se o nitrogênio total (NT), fósforo total (PT), pH, condutividade elétrica e oxigênio dissolvido. A temperatura da água, juntamente com a temperatura máxima e mínima do ar e umidade relativa, foram mensuradas diariamente. A produção de biomassa foi avaliada ao final do experimento. As análises centesimal da biomassa das plantas analisadas na matéria seca, apresentaram diferença (P<0,05) para os períodos avaliados, o teor de cinzas na parte aérea (CZPA) e na raiz (CZR), o fósforo na parte aérea (PPA) e o nitrogênio na raiz (NR) e na parte aérea (NPA). Já para os tratamentos, houve diferença significativa (P<0,05) para a proteína bruta na parte aérea (PBPA), cinza na raiz (CZR) e parte aérea (CZPA). A maior remo ção de NT da água, tanto para o aguapé como para a pístia, foi observada no verão com valores de 85,71%, e 88,69%, respectivamente. Estes valores não diferiram estaticamente daqueles observados para o inverno. Para PT a maior remoção foi observada no tratamento com aguapé no período de inverno (43,37%) e para pístia no período de verão (43,33%). A produção de biomassa do aguapé foi de 4,04 e 3,19kg m-2 no período de verão e inverno, respectivamente, enquanto para a pístia foi de 1,78 e 0,71 kg.m-2 nos mesmos períodos. Diante dos resultados obtidos nesse experimento, pode-se concluir que as plantas apresentaram elevada produção de biomassa e um grande potencial de acumulação de nitrogênio e fósforo no seu tecido vegetal. A temperatura do ar e da água apresentou variação durante os períodos do experimento, indicando o período de verão o que melhor favoreceu o desempenho das espécies avaliadas

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-03-20T13:34:38Z No. of bitstreams: 1 THALYS DE FREITAS FERNANDES - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2016..pdf: 2378013 bytes, checksum: 834c6cbe7aab87e47cc89c33dfbb9e17 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-20T13:34:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 THALYS DE FREITAS FERNANDES - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2016..pdf: 2378013 bytes, checksum: 834c6cbe7aab87e47cc89c33dfbb9e17 (MD5) Previous issue date: 2016-04-20 / A usina de produção de biodiesel se destaca não só pela síntese de um produto totalmente renovável, o biodiesel, mas, pelo grande volume de água que é utilizado no processo de purificação, que resulta na produção de grandes volumes de efluentes contaminados. Algumas alternativas para o tratamento desse efluente têm sido estudadas e aplicadas, a exemplo do processo eletroquímico denominado eletrofloculação. Porém, os trabalhos mencionados na literatura, até então, tem sido realizados em reatores batelada, o que pode ser desvantajoso em decorrência do grande volume de efluente gerado nesse processo. Dessa forma esse trabalho tem como objetivo estudar um reator eletroquímico de fluxo contínuo para eletrofloculação do efluente da purificação do biodiesel. Desenvolveu-se um reator com um volume total de 1,0340 L, onde foram inseridos quatro eletrodos de alumínio com dimensões (10 x 6,40 x 0,10 cm), interligados a uma fonte CC e, instalou-se o reator a uma planta de tratamento, em escala de bancada. Para a operação do sistema foi sintetizado um efluente artificial com uma concentração padrão de 7,380 g.L-1, contendo todos os contaminantes existentes no efluente real da purificação do biodiesel. Para este estudo foi elaborado um planejamento experimental com o propósito de se avaliar a influência do pH inicial, o tempo espacial e a diferença de potencial, sobre as variáveis que caracterizam a água tratada, o consumo da massa de eletrodo e o consumo energético do reator. Uma matriz com onze experimentos foi executada e coletada amostras de água no intervalo de 5,0 min, durante 40 min de experimento, para caracterização. Os resultados foram inicialmente avaliados quanto à dinâmica comportamental, sendo observado que as melhores taxas de remoção de turbidez, O&G e DQO, foram 94,21 %, 89,3 % e 51,2 %, respectivamente. Do tratamento estatístico, observouse que o pH inicial foi o fator mais atuante nas variáveis respostas e a análise de otimização mostrou que a máxima eficiência do reator é obtida quando o opera com um pH inicial 8,0, um tempo espacial de 29,43 minutos e uma diferença de potencial de 6,0 Volts, resultando num consumo energético de 4,8 kWh.m-3, que equivale a R$ 1,94 por m³ de efluente tratado. Diante dos resultados obtidos constatou-se que a aplicação do reator é viável para o tratamento do efluente da purificação do biodiesel, quanto à eficiência de remoção de contaminantes, ao consumo energético e ao volume de efluente tratado. / The biodiesel production plant stands out not only for the synthesis of a fully renewable product, the biodiesel itself, but the large amount of water used its the purification process, which results in production of large volumes of contaminated waste. Some alternatives for the treatment of such waste have been studied and applied, such as the electrochemical process called electroflocculation. However, the work reported in the literature so far has been carried out in batch reactors, which may be disadvantageous due to the large volume of wastewater produced in the process. Thus, the current analysis aims to study a continuous flow electrochemical reactor for electroflocculation of the waste from the biodiesel purification process. Then, it was developed a reactor with a total volume of 1.0340 L, in which four aluminum electrodes with dimensions of (10 x 6.40 x 0.10 cm) were inserted and connected to a CC power supply, and the reactor was settled in a treatment plant in bench scale. For operating the system, an artificial effluent with a standard concentration of 7,380 g.L-1, containing all the contaminants present in the actual effluent from biodiesel purification was synthesized. For this study it was developed an experimental design in order to assess the influence of the initial pH, space time and the potential difference over the variables that characterize the treated water, the consumption of the electrode mass and energy consumption of the reactor. An array of eleven experiments was performed and collected water samples in the range of 5.0 min for 40 min for characterization. The results were initially assessed for dynamic behavioral and it was observed that the best turbidity removal rates, COD and O&G were 94.21 %, 89.3 % and 51.2 %, respectively. From the statistical results, it was observed that the initial pH was the most active factor in the varying responses and the optimization analysis showed that the maximum reactor efficiency is achieved when operating with an initial pH of 8.0, a space time of 29.43 minutes and a potential difference of 6.0 Volts, resulting in an energy consumption of 4.8 kWh.m-3, which equals R$ 1.94 per cubic meter of treated effluent. Based on the results it was found that the application of the reactor is feasible to treat the waste from the biodiesel purification, regarding to the contaminant removal efficiency, energy consumption and the volume of treated effluent.

Fish farming is an important process of food production that seeks to meet the population growth, however is a source of pollution generating large volumes of contaminated water, causing environmental pollution. In order to minimize this impact, this study aimed to evaluate the efficiency of two advanced oxidative techniques to treat real effluent from fish farming, the Fenton reaction and electrochemistry. Treatments were carry out on a pilot scale (60L) and laboratory scale (250 mL). The efficiency of the reactions was assessed by the reduction of turbidity and COD of the effluent, as well as the toxicity of the effluent after treatment in germination lettuce (Lactura sativa) and mortality and sensory performance of the Nile tilapia (Oreochromis niloticus). For the Fenton reaction, it assessed the influence of the concentration of Fenton reagent (Fe2+ and H2O2), and the electrochemical process evaluated the applied current density and the supporting electrolyte (Na2SO4, H2SO4 and NaCl). According to the results of the physicochemical analyzes, both technologies were also effective in the treatment of this effluent, with reductions of 99% and 95% of the turbidity and COD respectively, for the Fenton reaction followed by flocculation; and 95% to 89% in turbidity and COD respectively, for the electrochemical process. In the electrochemical process the efficiency was associated with direct and indirect oxidation of pollutants and flotation of the particulate material through electrogenerated gas. In toxicological test of Fenton reagent with lettuce seeds, the Fe2+ concentrations showed no toxicity, since the H2O2 concentrations indicated high toxicity. Tests with Nile tilapia corroborate the results of lettuce seeds. After the treatment with Fenton's reaction effluent treated with 10 mmol of H2O2 L-1 and 0.5 mmol Fe2+ had the same germination and root growth rates of the raw wastewater, as in the tests with Nile tilapia effluent showed considerable toxicity, possibly due to residual peroxide. In the electrochemical process the best results were obtained when employed the H2SO4 as supporting electrolyte and the lowest current density (10 mA cm-2). The toxicology tests with lettuce and Nile tilapia indicated that the treated effluent has low toxicity with germination rate and lettuce radicle growth equal to control, and Nile tilapia the mortality rate was zero, even after 96 hours of fish contact with the treated effluent. The techniques applied in this study showed high efficiency in the treatment of real effluent from fish farming, making it adequate for disposal or reutilization. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A piscicultura é um importante processo de produção de alimentos que busca atender o crescimento populacional, porém pode ser uma fonte poluidora, gerando grandes volumes de água contaminada, causando poluição ambiental. Visando minimizar esse impacto, esse trabalho teve como objetivo avaliar a eficiência de dois processos oxidativas avançadas no tratamento de efluente real gerado pela piscicultura, a reação de Fenton e a eletroquímica. Os tratamentos foram realizados em escalas, piloto (60 L) e de bancada (250 mL). A eficiência das reações foi avaliada pela redução da turbidez e DQO (Demanda Química de Oxigênio) do efluente, bem como a toxicidade do efluente após o tratamento frente à germinação da alface (Lactura sativa) e mortandade e comportamento sensorial da tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus). Para a reação de Fenton, avaliou-se a influência da concentração dos seus reagentes (Fe2+ e H2O2), e para o processo eletroquímico avaliou-se a densidade de corrente aplicada e o eletrólito suporte (Na2SO4, H2SO4 e NaCl). De acordo com os resultados das análises físico-químicas, os dois processos apresentaram alta eficiência no tratamento deste efluente, com reduções de 99% (turbidez) e 95% (DQO), para a reação de Fenton seguida de floculação, e para o processo eletroquímico as reduções foram de 95% (turbidez) e 89% (DQO). No processo eletroquímico a eficiência foi associada à oxidação direta e indireta dos poluentes e flotação do material particulado através dos gases eletrogerados. Nos ensaios toxicológicos dos reagentes de Fenton com sementes da alface, as concentrações de Fe+2 não apresentaram toxicidade, já as concentrações de H2O2 indicaram elevado grau toxicológico. Os ensaios com tilápia do Nilo corroboraram com os resultados das sementes da alface. Após o tratamento com reação de Fenton o efluente tratado com 10 mmol L-1 de H2O2 e 0,5 mmol de Fe2+ apresentou os mesmos índices de germinação e crescimento da radícula do efluente bruto, já nos testes com tilápia do Nilo o efluente apresentou considerável toxicidade, possivelmente devido a peróxido residual. No processo eletroquímico os melhores resultados foram obtidos quando empregado H2SO4 como eletrólito suporte e a menor densidade de corrente (10 mA cm-2). Os testes toxicológicos com alface e tilápia do Nilo indicaram que o efluente tratado apresenta baixa toxicidade com índice de germinação e de crescimento da radícula da alface igual a do controle, e com tilápia do Nilo o índice de mortandade foi nulo, mesmo após 96h de contato dos peixes com o efluente tratado. As técnicas aplicadas neste estudo apresentaram alta eficácia no tratamento do efluente real da piscicultura, tornando-o adequado para descarte ou mesmo reutilizado em sistema de ciclo fechado.

Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Em várias regiões do mundo, assim como no Brasil, um alto percentual da população e até comunidades inteiras não têm acesso a um sistema de tratamento de esgoto centralizado, sendo comum o uso das fossas sépticas e/ou sumidouros e, em muitos casos, os esgotos são lançados in natura diretamente nos corpos hídricos. Com o objetivo de oferecer uma alternativa tecnológica de baixo custo de implantação e operação com vistas à minimização dos impactos ambientais e em atendimento a pequenas comunidades isoladas e de interesse social, o presente projeto desenvolveu com base em sistemas apresentados na literatura, um ecossistema engenheirado compacto para o tratamento de esgoto domiciliar de pequenos geradores. O sistema é composto por tratamento preliminar (caixa controladora de vazão e caixa de gordura), primário (fossa séptica), secundário (filtro aerado submerso e decantador secundário) e um conjunto de tanques vegetados por macrófitas aquáticas (Eichhornia crassipes, Schoenoplectus sp., Panicum cf. racemosum) intercalados por um tanque de algas para remoção da carga poluidora remanescente e nutrientes. O sistema foi instalado no CEADS/UERJ na Vila de Dois Rios, Ilha Grande, litoral Sul do Rio de Janeiro, operado e monitorado desde Abril de 2009, sendo que o presente estudo referese aos primeiros 200 dias de monitoramento. A remoção da carga poluidora foi monitorada na vazão de 200 L/h, posteriormente corrigida para 52 L/h, almejando alcançar os padrões de lançamento da Resolução CONAMA 357 e a NBR 13969 da ABNT, para os parâmetros de OD, pH, Temperatura, Nitrato, N amoniacal, DBO5, DQO, SSD, Cloreto e, Óleos e Graxas e outros parâmetros não incluídos na Resolução (Cond. Elétrica, COT, Alcalinidade, Dureza, Nitrito, Fósforo total e demais Sólidos (ST, SST, SSV, SSF e SDT ). Os resultados obtidos indicam que o sistema foi mais eficiente quando operado na vazão de 52 L/h, quando apresentou as seguintes taxas de remoção: 96 % (Nitrito); 71 % (Nitrato); 47 % (N amoniacal); 96,7 % (DQO); 95,7 % (DBO5); 10 % (Fósforo total). O sistema apresentou uma evolução ao longo do tempo de operação e após a redução na vazão, garantiu o enquadramento de 12 dos 14 parâmetros analisados (exceto N amoniacal e Fósforo total), nos padrões de lançamento contemplados pela Legislação Federal, CONAMA 357 e Legislação Estadual do RJ, SP, MG e GO. Para aumento da eficiência de tratamento, recomenda-se redimensionamento do filtro aerado submerso-decantador e tanques vegetados, com base nas recomendações do PROSAB 2. / In different regions of the world as well as in Brazil, a high percentage of the population and even entire communities do not have access to sewerage and/or centralized sewage treatment. The common scenario is the presence of septic tanks and sinks or, in many cases, sewage discharge directly into recipient water bodies. With the objective of making available a technological alternative with low cost of implementation and operation and to minimize environmental impacts, the present project developed based on systems reported in the literature, a compacted engineering ecosystem for treatment of domestic sewage from small generators. The system is formed by a preliminary (flow controller and grease tank), primary (septic tank) and a secondary treatment (submersed aerated filter and secondary decanter) and a group of tanks with aquatic macrophytes (Eichhornia crassipes, Schoenoplectus sp., Panicum cf. racemosum) interlaced by a tank with algae for removal of the remaining pollutants and nutrients. The system was installed at CEADS/UERJ, Vila de Dois Rios, Ilha Grande in the south coast of Rio de Janeiro and it has been operated and monitored since April 2009; this study reports the first 200 monitoring days. The removal efficiencies of the polluted load were monitored during the flow 200 L/h, later corrected to 52 L/h, with the aim of meeting the threshold limits established by the Resolution CONAMA 357 and NBR 13969 of ABNT, for the following parameters: DO, pH, Temperature, Nitrate, Ammoniacal Nitrogen, BOD5, COD, sedimentable solids chloride, Grease and Oil, and parameters not included in those Resolutions (EC, TOC, alkalinity, hardness, Nitrite, Total Phosphorus, and different categories of solids (TS, TSS, VSS, FSS and TDS). The results showed that the system was more efficient when operated with the lower flow (52L/h), when it achieved the following percentages of removal: 96% (Nitrite); 71% (Nitrate); 47% (Ammoniacal nitrogen); 96.7% (COD); 95.7% (BOD5); 10% (Total Phosphorus). The system presented an evolution throughout the operation period. After the flow reduction, 12 among 14 parameters analyzed, met the threshold limits established by the Federal Legislation, the Resolution CONAMA 357 and environmental legislations from the States of Rio de Janeiro, São Paulo, Minas Gerais and Goiás. To increase the treatment efficiency, it is recommended redesigning the submerged aerated filter and planted tanks, based on recommendations found in PROSAB 2.

[pt] O uso do carvão ativado (CA) no tratamento de águas e efluentes possui importante papel na eliminação de cor, odor, mau gosto e remoção de compostos orgânicos, fenólicos e substâncias que diminuem a qualidade da água e pode ser obtido de diferentes fontes de origem vegetal com alto teor de carbono tais como coco, café, casca de arroz, entre outros. No Brasil são produzidos anualmente cerca de 12 milhões de t/ano de arroz em casca, que quando beneficiados geram aproximadamente 2,4 milhões de t/ano de casca de arroz, a qual tem sido queimada em termoelétricas para a geração de energia elétrica, sobrando como resíduos a cinza da casca de arroz (CCA). Visando a obtenção de um adsorvente através de um resíduo abundante para utilização como filtro de tratamento de água e de efluente, o presente trabalho apresenta um estudo de caracterização do CA produzido a partir do resíduo de cinza da casca do arroz (CACCA) para verificar as condições de utilização do mesmo como filtro de tratamento de água e de efluentes. Para tanto, o CACCA foi caracterizado por: Área Superficial, Fluorescência de Raios X, Difração de Raios X e Microscopia Eletrônica de Varredura, Teor de Cinzas, pH e comparado a cinza de casca de arroz (CCA) e ao produto comercial (COM) atualmente utilizado. Após a constatação de que o mesmo possui características de um CA e similares ao comercial, foram analisadas a sua efetividade em melhorias de propriedades físico-químicas e biológicas (cor aparente, turbidez, pH, DQO, absorção de sódio e coliformes) de quatro amostras selecionadas para verificar os resultados comparados ao produtos comercial, demonstrando a sua eficiência como adsorvente. / [en] Urban agglomerations and water consumption have been increased. As a consequence, its necessary to construct structures for capture, transport and storage of water and even develop treatment techniques for the different water sources in order to provide quality water for the population (FUNASA , 2007). However, Brazilian governament doesn t invest enough to supply improvements in basic infrastructure, and that generates deficits in the sanitation sector. According to Brazilian National Sanitation Information System (SNIS, 2013), only 48.6 percent of the population has sewage collection and only 39 percent are treated. 7 percent of the urban population does not have access to the supply network of water. These indexes indicate the reality of sanitation in Brazil, but the current numbers of official information systems do not analyze the quality of these water.