[pt] O presente trabalho teve como objetivo estudar a viabilidade da aplicação do processo oxidativo avançado que utiliza oxigênio singlete, gerado quimicamente por peróxido de hidrogênio e hipoclorito de sódio, para oxidar o cianeto livre. O processo foi estudado em batelada, simulando uma solução sintética de KCN com características de pH e concentração similares às condições típicas de um efluente real. A combinação aquosa do H2O2 e NaClO para gerar oxigênio singlete, foi eficaz para oxidar o cianeto, em uma faixa de pH 9 a 11. Com concentrações iniciais de cianeto de 10, 100, 500 e 1000 mg/L, e proporção molar de [H2O2maisNaClO]:[CN-]igual a 2:1, foi possível atingir uma concentração final de cianeto menor do que 0,2 mg/L, com 98,9 por cento e 99 por cento de remoção, a pH 11 e 9, em apenas 2 e 20 minutos, respectivamente. Quando o cianeto foi oxidado por H2O2 e NaClO separadamente, para as mesmas condições experimentais, o peróxido de hidrogênio apenas oxidou o cianeto em 30 por cento e 26 por cento, a pH 9 e 11, respectivamente, em 60 minutos de reação. Quando o cianeto foi oxidado com NaClO, o cianeto atingiu uma concentração final menor do que 0,2 mg/L, com uma remoção de 98 por cento e 99 por cento, a pH 9 e 11, em 60 e 5 minutos de reação, respectivamente. / [en] The synergistic combination of hydrogen peroxide and hypochlorite ion in water results in formation of the highly oxidizing intermediate species singlet oxygen (1O2), which is effective in the oxidation of free cyanide (CN-) in water. The process was fast and efficient over the studied pH range of 9-11, and up to an initial CN- concentration of 1000 mg/L. For an initial [CN-] equal 100 mg/L, pH equal 9, and molar ratio ([H2O2]more[NaClO])/[CN-] equal 1:1 it was possible to achieve a final concentration of [CN-] lower than 0.2 mg/L (99.8 per cent reduction) in t equal 20 min at 25 degrees celsius in a batch reaction. By comparison, the same reaction with either of the separate oxidants (H2O2 or NaClO) at the same molar ratio of oxidant/CN- equal 1:1 resulted in a maximum of 87 per cent breakdown of the cyanide (using NaClO) for the same 20 min reaction period.

[pt] A presente dissertação investiga a capacidade de remoção de amônia de efluentes através de processos de oxidação química. Testes preliminares foram feitos com peróxido de hidrogênio (H2O2), peróxido de hidrogênio foto ativado (UV + H2O2), reagente Fenton (Fe2+ + H2O2) e Ácido de Caro (H2SO5). Os resultados dos mesmos indicaram apenas a possibilidade do Ácido de Caro oxidar a amônia. Em seguida avaliou-se o desempenho do Ácido de Caro no processo, utilizando soluções sintéticas de cloreto de amônia. Foi estudada a influência dos parâmetros pH, tempo, e razão estequiométrica (oxidante:amônia). O tratamento de soluções com Ácido de Caro, mostrou-se viável, visto que houve uma redução significativa da concentração inicial de amônia de 100 mg/L até valores inferiores a 5 mg/L (limite permitido pela legislação). Estes resultados foram obtidos a pH=1,3 razão estequiométrica oxidante:amônia = 8:1, em tempo de reação de 12 horas, a temperatura ambiente. / [en] This dissertation investigates the removal capacity of ammonia from effluents by chemical oxidation. Preliminary tests were done with hydrogen peroxide (H2O2), photo activated hydrogen peroxide (UV + H2O2), Fenton reagent (Fe2+ + H2O2) and Caro s Acid (H2SO5). The results indicated that only the use of Caro s acid is possible for ammonia oxidization. Afterwards, the Caro s acid process was evaluated, utilizing synthetic solutions of the ammonia chloride. The influence of parameters: pH, time, and stoichiometric ratio (oxidizing agent:ammonia) were studied. The treatment of the solutions with Caro s Acid was found to be viable, showing that there was a significant reduction of initial concentration of ammonia of 100mg/L down to 5mg/L (the limit permitted by legislation). These results were obtained for the following parameter: pH=1,3, stoichiometric ratio (oxidizing agent:ammonia) = 8:1, at reaction time of 12 hours and at ambient temperature.

[pt] Efluentes contendo cianeto estão presentes em indústrias de importância como a minero-metalúrgica, siderúrgica, entre outras, constituindo estes potenciais riscos para os ecossistemas, devido à elevada toxicidade do cianeto. O alvo do presente trabalho foi estudar a cinética de degradação do cianeto com ácido de Caro (H2SO5), um poderoso oxidante produto da reação entre o H2SO4 e H2O2, e desenvolver um modelo matemático que envolvesse a oxidação de CN - e a decomposição simultânea do H2SO5. Os ensaios foram realizados em regime de batelada, e as amostras utilizadas na degradação foram soluções sintéticas de CN - livre. A metodologia experimental envolveu um desenho fatorial 24, levando em conta 4 variáveis: [CN-] mg/L, razão molar [H2SO5]:[CN-], pH e tipo de ácido de Caro, com a finalidade de avaliar o efeito de cada variável na cinética da degradação. A análise estatística mostrou que as variáveis mais preponderantes na cinética de degradação foram [CN-] mg/L e [H2SO5]:[CN-]. Uma avaliação físicoquímica mostrou também uma maior velocidade de degradação a um pH 9 em relação a um pH 11, enquanto que um tipo de [H2SO5] de razão molar H2SO4//H2O2 igual a 3:1 teve uma maior eficiência que utilizando um [H2SO5] de razão estequiométrica 1:1. O ácido de Caro mostrou-se efetivo na degradação de cianeto, permitindo que em condições de: [CN-]o = 400 mg/L, , pH = 9, razão molar [H2SO5]/[CN-] = 3:1, e tipo de [H2SO5] = 3:1, atingi-se uma concentração final de [CN-] < 0,2 mg/L em um t = 10 min. / [en] Effluents containing cyanides are generated in important industrial áreas such as mining-metallurgical, steelmaking, petrochemical, amongst others, carrying potential risks to the environment due to the high toxicity of cyanide. The aim of the present work is to study the kinetics of cyanide degradation with Caro s Acid (H2SO5), a powerful oxidant generated by the reaction between concentrated grades of H2SO4 and H2O2, and to develop a mathematical model involving CN - oxidation and simultaneous self-decomposition of H2SO5. The experiments were conducted in batches using synthetic solutions of free cyanide. The experimental methodology employed involved a 24 factorial design with the four factors: initial [CN-] mg/L, molar rate [H2SO5]:[CN-], pH e type of Caro s acid, with the aim to evaluate the effect of these factors in the process reaction kinetics. The statistical analyses showed that the most affecting variables were initial [CN-] mg/L and [H2SO5]:[CN-] molar ratio. Nevertheless a physicalchemical evaluation showed that also pH and type of Caro s Acid made of 1 or 3 moles of H2SO4 with 1 mole of H2O2, had effect on the kinetics. The highest observed reaction rate was obtained in the following conditions: initial [CN-] = 400 mg/L, molar ratio [H2SO5]/[CN-]= 3:1, pH = 9 and type of Caro s acid = 3 moles H2SO4 to 1 mole H2O2, achieving a value of [CN-] < 0,2 mg/L in t = 10 min.

[pt] Águas e efluentes industriais contaminadas com detergentes são de difícil tratamento visto que esse tipo de contaminante apesar de comumente ser biodegradável, necessitaria de tempos de reação de dezenas de horas para tratamento por oxidação química ou biológica. Tais tempos longos não estão usualmente disponíveis nas estações de tratamento de águas que em geral operam com tempos totais de cerca de 2 h. Nesse contexto, existe interesse em se dispor de processos de remoção de tensoativos de águas e efluentes que possam ser rápidos e de baixo custo. Dentre os possíveis processos que possam oferecer essas características situam-se os chamados processos de oxidação avançada (POA). O presente projeto teve como objetivo, avaliar um POA obtido pela combinação do peróxido de hidrogênio [H(2)O(2)] com o hipoclorito de Sódio (NaClO) como sistema gerador de oxigênio singlete [(1)O(2)] para a degradação de surfactantes em águas e efluentes industriais. Foram avaliados sobre a eficiência de remoção do surfactante lauril sulfonato de sódio (SLS), os efeitos das possíveis variáveis operacionais: concentração inicial de tensoativo; pH; dose de H2O2 e dose de NaClO, em temperatura ambiente. O sistema combinado peróxido de hidrogênio + hipoclorito de sódio gerando oxigênio singlete, mostrou-se efetivo na degradação do lauril sulfato de sódio (SLS) em água, permitindo que em condições de [SLS]i: 5 ou 10 mg/L, pH = 6 a 8, razão molar ([H(2)O(2)] + [NaClO]) : [SLS] = 2,5:1, atinja-se uma uma concentração final de [SLS] < 0,5 mg/L em um t = 60 minutos – em batelada. / [en] Waters and wastewater polluted with detergents are of difficult treatment. In spite of that contaminant being biodegradable, times of reaction of several hours of treatment would be necessary for bio or chemical degradation. Such long times are not usually available in the water treatment plants, that in general operate with residence times of about 2 h. In that context, interest exists in studying processes for degradation of surfactants from waters and effluents that can be fast and have low cost. Among the possible processes that can offer those features are the advanced oxidation processes (AOPs). The present study had the objective, to evaluate an AOP driven by the combination of the hydrogen peroxide [H(2)O(2)] with hypochlorite (NaClO) as generating system of oxygen singlet (1O2), for the degradation of surfactants in waters and wastewaters. The effects of the possible operational variables investigated were: initial concentration of surfactant; pH; dose of H(2)O(2) and dose of NaClO, at room temperature. The combined system hydrogen peroxide + sodium hypochlorite generating oxygen singlet, was effective in the degradation of sodium lauryl sulphate (SLS) in water, allowing in conditions of [SLS]i: 5 or 10 mg/L, pH = 6 to 8; and molar ratio [H(2)O(2)] + [NaClO]) : [SLS] = 2,5:1, the achievement of a final concentration of [SLS] < 0,5 mg/L a t = 60 minutes – in batch reaction.

[pt] O biodiesel, uma opção bastante promissora ao uso do combustível fóssil, apresenta como grande desvantagem o fato de, como todo derivado de ácido graxo, sofrer oxidação rancídica, o que o transforma, ao longo do tempo, em produtos com baixa ou nenhuma capacidade de produzir energia. Para que esta reação seja retardada, diversos compostos têm sido utilizados como antioxidantes, sendo que a maioria dos comercialmente disponíveis são compostos fenólicos com maior ou menor toxidez. Com o objetivo de melhor compreender tanto as diversas opções de antioxidantes como seus efeitos no combustível final, este estudo foi desenvolvido. Foram estudadas 5 famílias de compostos com relação às suas capacidades de retardar a reação de oxidação. A família da curcumina e derivados se focou na molécula de curcumina, que apresenta boa capacidade antioxidante, mas é pouco solúvel em biodiesel, e em duas moléculas dela derivadas, com melhor capacidade de dissolução. A família dos curcuminóides halogenados teve por objetivo o estudo de um grupo de compostos que é apresentado na literatura como antioxidante para biodiesel. A família dos extratos naturais estudou dois extratos liofilizados (de beterraba e de jabuticaba), além da betanina, composto também extraído da beterraba. A família dos óleos essenciais, que já é utilizada como aditivo para biodiesel, para aumentar as propriedades anticongelantes do combustível, foi estudada de forma a se compreender o impacto do óleo essencial no tempo de indução do biodiesel final. Finalmente, foi estudada também a família dos difenóis, onde os compostos 1,2-difenol, 1,3-difenol e 1,4-difenol foram comparados tanto em análise direta de tempo de indução quanto em condições de envelhecimento. Da família das curcuminas, determinou-se que o composto octohidrocurcumina apresenta boa solubilidade, tanto em biodiesel como em diesel, e grande potencial como antioxidante a ser usado em pré-diluição com diesel ou com um antioxidante sinergético. O mesmo pode ser dito acerca do composto bromado (em posição para) da família dos curcuminóides halogenados, que apresentou resultados promissores de melhoria de ponto de indução, mesmo a baixas concentrações, com boa solubilidade. Acerca dos compostos naturais, os resultados de tempo de indução do pó liofilizado de suco de jabuticaba apresentaram um aumento de tempo de indução de 25 por cento em relação ao biodiesel puro. Estudos posteriores de extração das antiocioninas da jabuticaba com objetivo de uso como antioxidante poderão trazer resultados satisfatórios. Quanto aos óleos essenciais, o óleo de limão tahiti apresentou bom desempenho pois, além de aumentar o tempo de indução, melhorou o ponto de entupimento e a viscosidade do biodiesel, podendo agir também como antioxidante sinergético. Finalmente, entre os fenóis, o isômero difenol 1,4 apresentou melhor capacidade de aumento de tempo de indução do biodiesel, enquanto o isômero 1,2 parece estabilizar o tempo de indução ao longo do tempo. / [en] Biodiesel, a promising option for fuels, has a relevant disadvantage when compared to diesel fossil: like all fatty acid derivatives, it is susceptible to rancid oxidation. This process transforms biodiesel into products with low or no capacity for producing energy. This reaction may be delayed by several compounds which have been used as antioxidants. The majority of commercially available antioxidants are phenolic compounds, which generally presents a level of toxicity. In order to better understand different antioxidant options and their effects on the final fuel, this study was developed. A group of 5 families of compounds were studied regarding their abilities to delay the oxidation reaction. Curcumin and derivatives family focused on the curcumin molecule, which has good antioxidant capacity, but poor solubility in biodiesel, and two others molecules derived from it, with better dissolution capacity. The objective of the family of halogenated curcuminoids was to study a group of compounds that were presented in literature as antioxidant for biodiesel. The family of natural extracts studied two freeze-dried extracts (from beetroot and jabuticaba), in addition to betanin, a compound also extracted from beetroot. The family of essential oils, which is already used as an additive for biodiesel, as an antifreeze additive, was studied in order to understand the impact of these essential oils on the induction time of the final biodiesel. Finally, a diphenol family was also studied, and the compounds 1,2-diphenol, 1,3-diphenol and 1,4-diphenol were compared both in direct analysis of induction time and in aging conditions. From the study of the curcumin family, it was determined that the compound octohydrocurcumin (OHC) has good solubility, both in biodiesel and diesel, and great potential as an antioxidant to be used in pre-dilution with diesel or with a synergistic antioxidant. The same can be said about the brominated compound (in para position) from the halogenated curcuminoid family, which showed promising results in improving the induction period, even at low concentrations, with good solubility in biodiesel. Regarding the natural compounds family, induction time results from the freeze-dried jabuticaba juice powder showed an increase in induction time of 25 percent compared to pure biodiesel. Further studies on antiochionins extraction from jabuticaba aiming its use as antioxidants may bring good results. Essential oils essays demonstrated that Tahiti lemon oil, in addition to increasing induction time, improves the clogging point and viscosity of biodiesel, also acting as a synergistic antioxidant. Finally, 1,4 diphenol isomer showed a better ability to increase the induction time of biodiesel, while the 1,2 isomer seems to stabilize the induction time over time.

[pt] A liga VAT46 foi desenvolvida para ser uma opção às ligas comumente utilizadas em motores de combustão interna, VAT80A e VAT751. A microestrutura da liga VAT46, após passar por tratamento térmico, é formada pelas fases y [Ni3(Al,Ti)], y (Ni3Nb), carbetos de nióbio (NbC) e a δ [Ni3(Al,Ti,Nb)]. A fase δ contribui para otimização da liga, porem pode ser um caminho para o hidrogênio causar fragilização. Os estudos de mecanismo de oxidação referentes a esta liga não analisaram a influência e as consequências do vapor d água e da fase δ nos estágios iniciais do processo de oxidação. Devido a insuficiência de dados, gerar informações inéditas sobre a influência do vapor d’água e da fase δ nos momentos iniciais de oxidação, torna este tipo de estudo relevante. Dois tipos de amostras da liga VAT46 foram submetidas a experiencia de oxidação, uma delas com a precipitação da fase δ, e foram utilizados como parâmetro a temperatura de 800ºC por 10 horas e dividido em duas etapas, uma com a presença de vapor d água e outro em ambiente seco. Apenas a amostra sem a fase δ foi oxidada nos dois ambientes. As amostras oxidadas foram analisadas por meio de microscópio ótico, microscópio eletrônico de varredura (MEV) e técnica de EDS. As análises microestruturais das amostras como recebida evidenciam a formação da fase δ com morfologia agulha e regiões adjacentes pobre em metais, como nióbio e níquel, o que pode significar a formação da desta fase pela dissolução da fase y. Os resultados relevaram que a nucleação de óxidos na superfície está relacionada com os carbeto e não com a fase δ e que a presença de vapor d água aumentou a velocidade de crescimento lateral dos núcleos de óxidos formados inicialmente nos carbetos. / [en] The VAT46 alloy was developed to be an option to the alloys commonly used in internal combustion engines, VAT80A and VAT751. The microstructure of the VAT46 alloy, after undergoing heat treatment, is formed by the phases y [Ni3(Al,Ti)], y (Ni3Nb), niobium carbides (NbC) and δ [Ni3(Al,Ti,Nb)]. The δ phase contributes to alloy optimization, but may be a pathway for hydrogen to cause embrittlement. The oxidation mechanism studies for this alloy did not analyze the influence and consequences of water vapor and the δ phase in the initial stages of the oxidation process. Due to insufficient data, generating unpublished information on the influence of water vapor and the δ phase in the initial moments of oxidation makes this type of study relevant. Two types of samples of the VAT46 alloy were submitted to the oxidation experiment, one with the precipitation of the δ phase, and were used as a parameter the temperature of 800ºC for 10 hours and divided into two stages, one with the presence of water vapor and the other in a dry environment. Only the sample without the δ phase was oxidized in both environments. The oxidized samples were analyzed using an optical microscope, a scanning electron microscope (SEM) and an EDS technique. The microstructural analyses of the samples as received show the formation of phase δ with needle morphology and adjacent regions poor in metals such as niobium and nickel, which may mean the formation of this phase by the dissolution of phase y. The results showed that the nucleation of oxides at the surface is related to the carbides and not to the δ phase and that the presence of water vapour increased the lateral growth speed of the oxide nuclei initially formed in carbides.

[pt] Para remover metais de águas e efluentes aquosos, geralmente são empregados métodos tradicionais, os quais envolvem a neutralização, com posterior hidrólise e precipitação de hidróxidos, utilizando uma base.O manganês deve ser removido de águas e efluentes aquosos, até que sua concentração atinja um máximo exigido pela legislação brasileira, que é de 0,1mg/L para águas e 1mg/L para efluentes aquosos. O trabalho desenvolvido aqui investigou a remoção de manganês (II) utilizando os oxidantes: oxigênio, reagente Fenton e peróxido de hidrogênio, para procurar dentre estes um processo que fosse mais eficiente do que o de simples precipitação do hidróxido. São discutidos os resultados de ensaios realizados com a utilização de soluções sintéticas de manganês (II), cujo objetivo foi desenvolver um caminho que favorecesse a remoção deste metal, para que a concentração do mesmo tanto em águas quanto em efluentes aquosos esteja de acordo com os padrões exigidos pela legislação brasileira (resolução CONAMA 20/ 1986).Os ensaios foram realizados em pH de 7 a 10, a temperatura ambiente e em torno de 80ºC e com um tempo de reação de 5,15 e 30 minutos. Foi utilizado peróxido de hidrogênio em dosagem estequiométrica com excesso de 100% e 200%, para a reação: Mn2+ (aq) + H2O2 (aq) -> MnO2(s) + 2 H+ (aq) Dentre os testes realizados, ambos o peróxido de hidrogênio e o reagente Fenton mostraram-se bastante eficientes na remoção de manganês, permitindo atingir concentrações finais desse metal inferiores a 0,3 mg/L, a temperatura ambiente em valores de pH inferiores aos necessários para a precipitação sem oxidante, com O2. / [en] I order to remove metals from waters and aqueous effluents generally are employed traditional methods which involve neutralization, hydrolysis and precipitation of hydroxides using a base. Manganese must be removed from waters and aqueous effluents down to a concentration limited by Brazilian law which is of 0.1 mg/L for waters and 1.0 mg/L for aqueous effluents. The work carried out herein investigated the removal of manganese (II) using the following oxidants: oxygen, hydrogen peroxide, and Fenton reagent, with the aim to identify a process that could be more efficient than the simpler hydroxide precipitation. Results are discussed of experiments made with synthetic solutions of 1000 mg/L manganese (II) with the objective of developing a route that could favour the removal of that metal to the levels established by Brazilian environmental law (resolution CONAMA 20 / 1986).The experiments were conducted in pH 7 to 10, at temperature ambient and 80 oC, with reaction times of 5, 15 and 30 minutes. Hydrogen peroxide was used in excess levels of 100 and 200% for the reaction: Mn2+ (aq) + H2O2 (aq) -> MnO2 (s) + 2 H+ (aq) Amongst the conducted experiments, both hydrogen peroxide and the Fenton reagent were shown to be most effective, allowing final concentrations of manganese less than 0.3 mg/L, at ambient temperature, in pH values lower than those required for precipitation without oxidation or with O2 (air).

[pt] O desenvolvimento e a utilização de aços rápidos para a produção da casca externa de cilindros destinados à laminação de tiras a quente tiveram início no começo dos anos 90. A introdução deste material melhorou, significativamente, a resistência ao desgaste do cilindro, a qualidade da tira laminada e a duração da campanha de laminação. Representou, desta forma, o maior avanço tecnológico recentemente obtido no campo da laminação a quente. Entretanto, foi observado que o desprendimento da camada de óxido nestes aços possuía características diferentes daquelas obtidas nos cilindros de laminação convencionais. Este fenômeno foi atribuído ao processo de oxidação dos aços rápidos, que é cerca de quatro vezes maior do que o das ligas anteriormente utilizadas. Para que todo o potencial dos cilindros de laminação a quente, fabricados com este material, seja alcançado, torna-se necessário, portanto, o estudo da oxidação de aços rápidos. A presente tese estudou a oxidação de quatro composições químicas de aços rápidos. Foram realizados ensaios de termogravimetria em atmosfera de ar seco e úmido (12,5% H2O) assim como ciclagem térmica com resfriamento em água. Um aparelho de produção e controle de umidade e um mecanismo de ciclagem térmica foram construídos para este trabalho. As amostras oxidadas foram analisadas por difração de Raios - X, microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de dispersão de energia. A discussão dos resultados avaliou o efeito da composição química, da umidade e da ciclagem térmica no comportamento dos aços rápidos estudados quanto à oxidação. Como conclusões, verificou-se que o teor de cromo possui influência no ganho final de massa, que um teor elevado de molibdênio pode promover oxidação catastrófica em atmosfera de ar seco e que a variação do teor de tungstênio utilizada não influenciou o comportamento de oxidação. Foi verificado também que a presença de 12,5 % de H2O influenciou significativamente as características de oxidação e que a oxidação em condição de ciclagem térmica promoveu a formação de uma fina camada de óxidos ricos em vanádio na região externa da camada de óxido das amostras estudadas. / [en] Development and use of high-speed steel for manufacturing the roll outer shell of hot strip mills have started in the early 1990s. The introduction of this material has improved, significantly, the roll wear resistance, the surface quality of rolled products and the length of rolling campaign. It has represented, therefore, the major technological breakthrough recently introduced in the hot rolling field. However, it was observed that the oxide layer spalling of these steels had different behavior in comparison with that of conventional rolls. This phenomenon has been attributed to the high-speed steel oxidation, which is about four times higher than the alloys previously used. In order to achieve the full potential of high-speed rolls for hot strip mills, it is necessary, therefore, to study the oxidation behavior of this material. The present thesis studied the oxidation of four different chemical compositions of high-speed steels. Corrosion tests were carried out in a thermobalance under dry and moist (12.5 % H2O) environments. Oxidation under thermal cyclic conditions of specimens cooled in water was also carried out. A cyclic oxidation apparatus and an equipment for humidity production and control were constructed for this work. The corroded samples were examined by X - Ray diffraction, scanning electron microscopy and energy dispersive micro-analysis. The discussion of the results evaluated the effects of humidity, thermal cycling and chemical composition on the oxidation behavior of these high-speed steels. As conclusions, it was verified that the chromium content has influence on the final mass gain, the elevated molybdenum content can produce catastrophic oxidation under dry air environment and that the tungsten content variation did not influence the oxidation behavior. It was also verified that the presence of humidity had a significant effect on the oxidation behavior and that the cyclic oxidation promoted the formation of a thin layer composed of oxides rich in vanadium at the outer region of the scale.

[pt] Em função do crescente número de área contaminadas, identificadas nos grandes centros urbanos, é de crucial importância a evolução e o desenvolvimento dos processos relacionados ao tratamento destes locais, visando reduzir os riscos à saúde humana e ao meio ambiente, associados à presença dos contaminantes no meio subterrâneo. A presente dissertação tem como objetivo principal avaliar a eficiência de diferentes técnicas processuais, que poderiam ser aplicadas no tratamento de águas subterrâneas contaminadas, incluindo a ozonização e o uso de lodo ativado. Para isso, foram realizados ensaios de tratabilidade no laboratório do Institute of Sanitary and Environmental Engineering, da Universidade Técnica de Braunschweig, na Alemanha, os quais foram divididos em 3 etapas. A primeira etapa consistiu de um tratamento de caráter biológico, utilizando apenas o lodo ativado, coletado em estações de tratamento de efluentes sanitários, para a degradação de compostos orgânicos presentes em efluentes, artificiais e industriais, que simularam um efluente oriundo de um sistema de tratamento de uma área contaminada. A segunda etapa utilizou como técnica de tratamento, para o mesmo efluente, a ozonização, promovendo assim a oxidação química dos contaminantes. Por fim, foi utilizada uma combinação dos dois processos, sendo realizada a ozonização do efluente antes da degradação biológica. O objetivo desta etapa foi avaliar o incremento da biodegradabilidade do efluente por meio da ozonização. Os resultados obtidos indicaram, além da remoção da cor do efluente, uma efetiva redução dos valores de DQO, quando combinadas as duas técnicas de tratamento, sugerindo que a combinação das mesmas pode ser uma boa alternativa para o tratamento de efluentes de alta complexidade. / [en] Given the growing number of contaminated sites identified in large urban areas, it is of crucial importance the evolution and development of treatment processes for these sites, targeting the reduction of environmental and human health risks related to soil and groundwater contamination. The main goal of this dissertation is to evaluate the efficiency of various processing methods that could be applied in the treatment of contaminated groundwater, including the ozonation and activated sludge utilization. For that, jar tests were conducted in the laboratory of Institute of Sanitary and Environmental Engineering, at Braunschweig Technical University, in Germany, in three steps. The first step performed a biological treatment utilizing the activated sludge only which was collected from sewage treatment plants for the biodegradation of organic compounds present in effluents, both artificial and industrial, which simulated the effluent from a contaminated site treatment system. The second step utilized as treatment method, for the same effluent, an ozonation process, promoting the chemical oxidation of the contaminants. At last, a combination of both methods was tested where the ozonation was done prior to the biodegradation. The objective of this step was to evaluate the additional results of the biodegradation of the effluent when an ozonation process is done first. The results showed, in addiction of the color removal from the effluent, a larger reduction of DQO when both techniques are combined, suggesting that the combination can be a good alternative for treatment of high complexity wastewater.

[pt] O controle de parâmetros físicos e químicos das nanopartículas, tais quais, forma, composição e tamanho, além da interação entre metal e suporte, são fatores determinantes no desenvolvimento de um nanocatalisador com uma boa performance. Desse modo, nanopartículas de ouro foram incorporadas em nanofios de céria e utilizados como nanocatalisador para a oxidação seletiva do tioanisol. Sendo a sua morfologia 1D, com grande área superficial específica, diâmetros finos, alta concentração de vacância de oxigênio e pequenas NPs de Au uniformemente distribuídas na superfície do CeO2, além de espécies oxidadas de ouro, temos em nosso material características que o torna favorável a reação de oxidação. Os nanofios de CeO2-Au demonstraram uma melhora na performance da oxidação seletiva do tioanisol quando comparados aos nanofios de céria puros, e ao material comercial com e sem a deposição de NPs de Au. Os nanofios de céria obtiveram uma seletividade de 100 porcento para o metil fenil sulfóxido, e uma conversão de 53 porcento em 2 h de reação. O impacto da temperatura também foi observado, demonstrando que esse é, também, um fator importante na análise da atividade de um catalisador. / [en] The control over physical and chemical parameters of nanoparticles, such as shape, composition and size as well as the interactions between metal and support, are important factors in the development of a nanocatalyst with high activity. In this context, gold nanoparticles were incorporated the surface of ceria nanowire for application as nanocatalysts towards the selective oxidation of thioanisole. Considerin their one-dimensional morphology, high specific surface area, thin diameters, significant concentration of oxygen vacancies, and small Au NPs uniformly deposited at the CeO2 nanowires surface, our material displayed characteristics that makes them favorable for oxidations reactions. The CeO2-Au nanowires showed improved catalytic performances in the selective oxidation of thioanisol relative to pure CeO2 nanowires and commercial CeO2 with and without Au NPs deposited. CeO2-Au nanowires catalyzed the desired product with 100 percent of selectivity and 53 percent of conversion. The impact of temperature, such as the solvent, were also observed revealing that these factors also influences in the activity of these nanocatalyst.