Neste trabalho, um polímero eletrólito derivado de goma de cajueiro graftizada com poliacrilamida (GC-g-PAM) foi desenvolvido para uso como floculante no tratamento de águas. Foi investigado o efeito da concentração de acrilamida e do iniciador persulfato de potássio, da energia de micro-ondas e de ultrassom sobre a eficiência da reação, produtividade e viscosidade intrínseca dos copolímeros GC-g-PAM. As matérias-primas e os copolímeros graftizados foram caracterizados por espectroscopia de infravermelho, ressonância magnética nuclear, análise termogravimétrica, calorimetria exploratória diferencial e espalhamento de luz dinâmico. A síntese realizada por ultrassom permitiu a obtenção de copolímeros graftizados com elevada eficiência de grafting e viscosidade intrínseca, em curto período de tempo. Os copolímeros obtidos com baixa concentração de iniciador (1,90×10−4 mol e 2,85×10−4 mol) apresentaram raio hidrodinâmico 1,5 vezes maior do que o raio da goma de cajueiro devido à graftização de cadeias longas de poliacrilamida nas cadeias da goma de cajueiro. A estrutura química dos copolímeros graftizados afetou positivamente o desempenho destes quando utilizados como floculante no processo de floculação. Os copolímeros GC-g-PAM apresentaram eficiência superior a 90% na remoção da turbidez de suspensão aquosa de caulim, usada como referência, bem como em água de abastecimento in natura. A grande vantagem dos floculantes GC-g-PAM reside no fato destes apresentarem cadeia macromolecular biodegradável e cadeias laterais menores do que a cadeia principal da poliacrilamida comercial, não biodegradável, utilizada como floculante. O uso do floculante derivado da goma de cajueiro para recuperação e purificação de águas, em detrimento do floculante sintético, visa a longo prazo diminuir o impacto ambiental causado pelo acúmulo de floculante sintético no lodo, já que esse não é biodegradável. / In this work a polymer electrolyte derived from cashew gum with polyacrylamide (GC-g-PAM) was developed for use as a flocculant in water treatment. The effect of concentration of acrylamide and potassium persulfate initiator, as well as microwave and ultrasound energy over the grafting efficiency, productivity, and intrinsic viscosity of copolymers GC-g-PAM were investigated. The raw materials and grafted copolymers were characterized by infrared spectroscopy, nuclear magnetic resonance spectroscopy, thermogravimetric analysis, differential scanning calorimetry, and dynamic light scattering. The synthesis performed with ultrasound allowed the achievement of grafted copolymer with high grafting efficiency and intrinsic viscosity, in a short reaction time. The copolymers obtained at low initiator concentration (1.90×10−4 mol and 2.85×10−4 mol) presented a hydrodynamic radius 1.5 times larger than the one from cashew gum due to grafting of long chains of polyacrylamide onto cashew gum backbone. The chemical structure of grafted copolymers affected positively the performance of flocculants when they were used in flocculation processes. The turbidity removal of copolymer GC-g-PAM in kaolin suspension, used as reference, and in water treatment was higher than 90%. The great advantage of flocculants GC-g-PAM lies in the fact that they show biodegradable macromolecular chain with branches that are shorter than polyacrylamide commercial, non-biodegradable, used as a flocculant. The use of flocculant derived from cashew gum for water purification and recovery, instead of synthetic flocculant, in long term will decrease the environmental impact caused by the accumulation of synthetic flocculant in the sludge, since it is non-biodegradable.

Made available in DSpace on 2015-09-25T12:18:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Deoclecio Ferreira de Brito.pdf: 696547 bytes, checksum: 0492d9a2333a043d1d1b5250d39f37d8 (MD5) Previous issue date: 2009-07-31 / The objective of this study was to investigate the influence of operational parameters on the treatment of eutrophic waters by heterogeneous photo-catalysis. The work was performed using reactors type tanks operating in batch, a bank of ultra-violet lamps and an electro-magnetic stirring system. It was used as catalyst dioxide of titanium and a factorial experimental plan (2 3 ) was used involving the intensity of radiation (4.94 and 7.70 mW/cm 2 ), percentage of catalyst (0.10% e 0.5%) and the color of the affluent (30 and 70uH) to determine the impact of these parameters on the oxidation of the pollutants present in the water. The results obtained demonstrated that all the treatments showed elevated efficiencies of true color (69,04% - 88,09%), chlorophyll a (56,94% - 86,09%), DVS (44,82% - 66,50%) and COD (26,89% - 68,25% removal. The factor that showed statistically significant effect on color and COD removal was the percentage of catalyst used. The pH values, nitrate and nitrite were among the established limits by Ministry of Health of Brazil (518/2004), and together with total alkalinity and total phosphorus didn't vary during the process. The treatment that was shown viable it was T5 (30 uH, 0.5% and 4.94 mW/cm 2 ). In general it could be concluded that the process of photocatalysis was efficient at removing organic material from eutrophic waters. / Este trabalho tem como objetivo estudar a eficiência do processo de fotocatálise heterogênea na remoção de material orgânico em águas eutrofizadas. Os resultados foram obtidos utilizando-se reatores tipo tanque operando em batelada (4 horas) e o sistema experimental foi constituído por uma câmara de madeira com lâmpadas ultravioletas de 15 watts e sistema de agitação eletromagnético. O catalisador utilizado foi o dióxido de titânio e foi feito um planejamento fatorial do tipo 2 onde os fatores estudados foram intensidade de radiação (4.94 mW/cm 2 3 e 7.70 mW/cm ), porcentagem de catalisador (0.10% e 0.50%) e cor verdadeira do afluente (30 uH e 70 uH), onde foi estudada a remoção da matéria orgânica presente na água (cor verdadeira, clorofila a, DQO e SDV), de forma a se avaliar a influência de tais fatores. Os resultados obtidos demonstraram que todos os tratamentos aplicados apresentaram elevada eficiência na remoção de cor verdadeira (69,04% - 88,09%), clorofila a (56.94% - 86.09%), SDV (44.82% - 66.50%), e DQO (26.89% - 68.25%). Dos fatores estudados apenas a porcentagem de catalisador apresentou influência significativa, influenciando estatisticamente na remoção de cor verdadeira e DQO. Os valores de pH, nitrato e nitrito atenderam as recomendações estabelecidas pela portaria 518/2004 do Ministério da Saúde, e juntamente com os de alcalinidade total e fósforo total, praticamente, não sofreram variações durante o processo. O tratamento que se mostrou mais viável foi o T5 (30 uH, 0.5% e 4.94 mW/cm ). De forma geral, pode-se concluir que a fotocatálise heterogênea se mostrou um processo eficiente na remoção de material orgânico de águas eutrofizadas.

O objetivo deste trabalho e a modelagem matem atica da propagaçãao do poluente mercúrio na agua. O modelo bidimensional consiste na drenagem da agua atrav es de um canal, onde o poluente (mercúrio) entra. O modelo consiste em um conjunto de equaçõoes diferenciais parciais: as equações para a conservação da massa, a quantidade de movimento, e a concentração das espécies, sujeitas a condições iniciais e de contorno apropriadas. Estas equações foram discretizadas pelo método de diferenças finitas centrais, gerando sistemas lineares que foram resolvidos pelo método de Gauss-Seidel e a convergência foi acelerada usando a técnica de sobre-relaxações SOR. A an alise da consistência e estabilidade da equação de concentração foi feita. Além disso, a solução analítica da equação de concentração, que e uma equação diferencial parcial bidimensional não homogênea com uma condição de contorno não homogênea, foi obtida com a transformada de Laplace. Os resultados obtidos a partir do modelo numérico e da solução analítica foram comparados e apresentam concordância razoável. / The goal of this work is the mathematical modeling of the spreading of the polluting mercury in the water. The two-dimensional model consists of water drainage through a canal, where the pollutant (mercury) enters. The model consists of a set of partial di erential equations: the equations for the conservation of the mass, the momentum, and the concentration of the species, subject to appropriate initial and boundary conditions. These equations were discretized by the method of central nite di erences, generating linear systems, which were solved by the Gauss-Seidel method and convergence was accelerated using the over-relaxation SOR technique. The analysis of the consistency and stability of the concentration equation was made. Furthermore, the analytical solution of the concentration equation, which is a two-dimensional non-homogeneous partial di erential equation with one nonhomogeneous contour condition, was obtained using Laplace transform. The results obtained from the numerical model and the analytical solution were compared and presented reasonable agreement.

O objetivo deste trabalho e a modelagem matem atica da propagaçãao do poluente mercúrio na agua. O modelo bidimensional consiste na drenagem da agua atrav es de um canal, onde o poluente (mercúrio) entra. O modelo consiste em um conjunto de equaçõoes diferenciais parciais: as equações para a conservação da massa, a quantidade de movimento, e a concentração das espécies, sujeitas a condições iniciais e de contorno apropriadas. Estas equações foram discretizadas pelo método de diferenças finitas centrais, gerando sistemas lineares que foram resolvidos pelo método de Gauss-Seidel e a convergência foi acelerada usando a técnica de sobre-relaxações SOR. A an alise da consistência e estabilidade da equação de concentração foi feita. Além disso, a solução analítica da equação de concentração, que e uma equação diferencial parcial bidimensional não homogênea com uma condição de contorno não homogênea, foi obtida com a transformada de Laplace. Os resultados obtidos a partir do modelo numérico e da solução analítica foram comparados e apresentam concordância razoável. / The goal of this work is the mathematical modeling of the spreading of the polluting mercury in the water. The two-dimensional model consists of water drainage through a canal, where the pollutant (mercury) enters. The model consists of a set of partial di erential equations: the equations for the conservation of the mass, the momentum, and the concentration of the species, subject to appropriate initial and boundary conditions. These equations were discretized by the method of central nite di erences, generating linear systems, which were solved by the Gauss-Seidel method and convergence was accelerated using the over-relaxation SOR technique. The analysis of the consistency and stability of the concentration equation was made. Furthermore, the analytical solution of the concentration equation, which is a two-dimensional non-homogeneous partial di erential equation with one nonhomogeneous contour condition, was obtained using Laplace transform. The results obtained from the numerical model and the analytical solution were compared and presented reasonable agreement.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, Programa de Pós-Graduação em Tecnologia Ambiental e Recursos Hídricos, 2016. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-07-08T16:37:09Z No. of bitstreams: 1 2016_ClaudiaPatriciaPereiraSimões.pdf: 4749646 bytes, checksum: 79ad7e2f8b45e3af4441a27eb7a6fa99 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-07-11T16:19:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_ClaudiaPatriciaPereiraSimões.pdf: 4749646 bytes, checksum: 79ad7e2f8b45e3af4441a27eb7a6fa99 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-11T16:19:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_ClaudiaPatriciaPereiraSimões.pdf: 4749646 bytes, checksum: 79ad7e2f8b45e3af4441a27eb7a6fa99 (MD5) / Os problemas de qualidade e disponibilidade de água nos grandes centros urbanos são crescentes e demandam soluções preventivas e corretivas. Com relação à segurança da qualidade da água de consumo humano, um dos desafios é a remoção de microcontaminantes e patógenos emergentes e os processos de separação por membranas (PSM) têm se mostrado como uma opção promissora. As membranas de ultrafiltração (UF) são empregadas na remoção de material em suspensão e patógenos, e as de nanofiltração (NF) e osmose inversa (OI) são utilizadas na remoção de substâncias dissolvidas, entre elas o bisfenol-A (BFA). No presente trabalho foi avaliado, em escala piloto, o tratamento de água por três tipos de PSM, considerando o desempenho operacional, a rejeição de BFA e de outros contaminantes físico-químicos e microbiológicos. Foram utilizadas quatro membranas distintas, sendo: uma de UF (GS-5101U-S4); duas de NF (NF270 e NF90); e uma de OI (TW30). A UF foi empregada no tratamento da água do lago Paranoá e o seu permeado utilizado para alimentar a OI, enquanto as membranas de NF foram alimentadas com o efluente dos filtros ETA Brasília (DF). Tanto no caso da OI, como das NF, a água de alimentação foi enriquecida com bisfenol-A. A UF apresentou elevados valores de rejeição de turbidez (92%), coliformes (100%) e clorofila-a (97%) para valores iniciais de, respectivamente, 5,6UT, >24.196NNP/100mL e 3,9μg/L. Nas condições definidas como padrão o fluxo de permeado (Jp) médio da UF foi de 62L/(h.m2), a pressão transmembrana (PTM) média foi de 37,8kPa e a recuperação média foi de 96,1%. O aumento do tempo entre limpeza, do Jp e a adoção de etapa de coagulação influenciaram negativamente o desempenho operacional da UF. Entre as membranas de alta pressão estudadas, a NF90 apresentou melhor desempenho operacional, com Jp médio de 39,4L/(h.m2) e recuperação média de 22%. A membrana NF270 apresentou Jp médio de 8,7L/(h.m2) e recuperação média de cerca de 5%, e no caso da membrana de OI o Jp médio foi de 17,2L/(h.m2) e a recuperação média 8%. A rejeição de BFA pelas membranas TW30 e NF90 foi praticamente 100%, enquanto, a membrana NF270 apresentou rejeição entre 43 e 54%. Por outro lado, a rejeição de BFA pela membrana de UF foi praticamente inexistente. _______________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Water quality and availability in urban areas is a matter of growing concern and claim for preventive e corrective solutions. Regarding the safety of drinking water, one of the challenges is the removal of emerging micropollutants and pathogens and membrane separation processes (MSP) are promising technologies. Ultrafiltration membranes (UF) are mainly applied for the removal of suspended solids and pathogens, while nanofiltration (NF) and reverse osmosis (RO) are recommended for the retention of dissolved substances, bisphenol-A (BPA) amongst them. In this study it was evaluated, in pilot scale, the capabilities of three types of MSP in treating water, considering their operational performance, BPA rejection, as well as the rejection of other physicochemical and microbiological contaminants. Four membranes were evaluated: one UF membrane (GS-5101U-S4), two NF membranes (NF270 and NF90) and one RO membrane (TW30). The UF membrane was fed with Paranoá lake water, and the UF permeate was used to feed the pilot RO system. The filtrated water from a local water treatment plant (ETA Brasilia, DF) was used as raw water for the NF membranes pilot plant. The feed water of both RO and NF membranes was spiked with bisphenol-A. High rejection of turbidity (92%), chlorophyll-a (97%) and coliforms (100%) was obtained when UF was evaluated, for initial values of, respectively, 5.6NTU, >24,196NNP/100mL e 3.9μg/L. For the standard operation conditions, UF permeate flux was 62 L/(h.m2), transmembrane pressure (TMP) was 37.8kPa and average recovery was 96%. The adoption of chemical coagulation stepprior to UF and the increase of cleaning intervals or permeate fluxes, resulted in adverse influence on UF operational performance. The NF90 membrane showed the best overall performance amongst the high pressure membranes. NF90 average permeate flux was 39.4L/(h.m2), while NF270 and TW30 were, respectively, 8.7 and 17.2 L/(h.m2). Average recoveries were 22%, 5% and 8% for NF90, NF270 and TW30, respectively. Both NF90 and TW30 (tighter membranes) provided BPA rejections, around 100%, while the NF270 membrane (looser membrane) showed BPA rejection between 43 and 54%. There was no detectable BPA rejection by the UF membrane whatsoever.

O objetivo deste trabalho e a modelagem matem atica da propagaçãao do poluente mercúrio na agua. O modelo bidimensional consiste na drenagem da agua atrav es de um canal, onde o poluente (mercúrio) entra. O modelo consiste em um conjunto de equaçõoes diferenciais parciais: as equações para a conservação da massa, a quantidade de movimento, e a concentração das espécies, sujeitas a condições iniciais e de contorno apropriadas. Estas equações foram discretizadas pelo método de diferenças finitas centrais, gerando sistemas lineares que foram resolvidos pelo método de Gauss-Seidel e a convergência foi acelerada usando a técnica de sobre-relaxações SOR. A an alise da consistência e estabilidade da equação de concentração foi feita. Além disso, a solução analítica da equação de concentração, que e uma equação diferencial parcial bidimensional não homogênea com uma condição de contorno não homogênea, foi obtida com a transformada de Laplace. Os resultados obtidos a partir do modelo numérico e da solução analítica foram comparados e apresentam concordância razoável. / The goal of this work is the mathematical modeling of the spreading of the polluting mercury in the water. The two-dimensional model consists of water drainage through a canal, where the pollutant (mercury) enters. The model consists of a set of partial di erential equations: the equations for the conservation of the mass, the momentum, and the concentration of the species, subject to appropriate initial and boundary conditions. These equations were discretized by the method of central nite di erences, generating linear systems, which were solved by the Gauss-Seidel method and convergence was accelerated using the over-relaxation SOR technique. The analysis of the consistency and stability of the concentration equation was made. Furthermore, the analytical solution of the concentration equation, which is a two-dimensional non-homogeneous partial di erential equation with one nonhomogeneous contour condition, was obtained using Laplace transform. The results obtained from the numerical model and the analytical solution were compared and presented reasonable agreement.

Os projetos de assentamento da reforma agrária são empreendimentos que contemplam famílias de pequenos agricultores, para que tenham acesso a terra e o alcance de maior igualdade social, mas o que se observa é o descaso das autoridades governamentais frente a essa população. Na maioria dos assentamentos, a permanência do trabalhador rural é dificultada, devido a vários problemas e o principal é a precariedade no tratamento de água, que, afeta a saúde dos moradores. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar a qualidade da água e as condições de saúde dos moradores do Projeto de Assentamento (PA) Dom José Mauro, Uberlândia-MG, relacionando essas análises aos fatores ambientais que podem afetar a qualidade de vida dos assentados. Para o desenvolvimento deste trabalho foram executadas as seguintes etapas: levantamento de dados de fonte primária (entrevista semiestruturada); levantamento de dados secundários com consultas em fontes oficiais dos sistemas de informações disponíveis, que foram os prontuários dos assentados, sendo a última etapa as análises da qualidade da água. Para verificar a qualidade da água, foram realizadas análises microbiológicas das águas superficial e subterrânea, para a detecção de coliformes totais e termotolerantes em específico para a pesquisa de E.coli, de acordo com o recomendado pela Resolução do Conama nº 357 (2005) e pela portaria MS 2914/2011. Para a determinação da presença dessas bactérias, foi utilizado o método das placas de petrifilm da 3M. Foram coletadas 13 amostras na época seca e 13 na época chuvosa, sendo que, as amostras de água superficial foram coletadas de represas e as das águas subterrâneas foram coletadas de nascentes, poços e cisternas. Os dados obtidos pela análise das amostras coletadas, detectaram contaminação de 76.9 % (10) de coliformes totais e 23.0 % (3) de E.coli na época seca, e na época chuvosa 92.3% (12) de coliformes totais e 69,2% (9) de E. coli. Estes resultados não atenderam ao padrão de potabilidade estabelecido pela portaria nº 2914/2011, evidenciando que água fica mais contaminada na época chuvosa, aumentando o risco de doenças. Já em relação à presença de sintomas associados a doenças de veiculação hídrica, a diarreia foi o sintoma mais prevalente, ocorrendo nos pontos onde a contaminação por E.coli estava presente. Concluiu-se que grande parte das famílias assentadas está consumindo água fora dos padrões de potabilidade estabelecidos pela legislação brasileira, por isso esta população está vulnerável a contrair doenças de veiculação hídrica. A melhoria na qualidade da água depende da existência de um saneamento básico, de melhoria na infraestrutura de captação e armazenamento da água e do uso de metodologias eficientes para a educação ambiental e higiênico-sanitária das famílias assentadas. / The land reform settlement developments are projects that include families of small farmers, to have access to social equality, but what has been observed is the indifference of government authorities to forward this population, therefore. In most settlements the permanence of rural workers is hampered because there are several problems and the main issue is the precariousness in water treatment, which further affects the health of residents. So the aim of this study was to evaluate the water quality and the health conditions of the residents of Settlement Project (PA) Dom José Mauro, Uberlândia, Minas Gerais, relating these analyses to the environmental factors that can affect the settler’s quality of live. In order to develop this project, the following steps were taken: Primary research of data (structured interviews); collection of secondary data, based on official sources analyses of information available, such as, the records of the settlers and analysis of water quality. For the purpose of checking the water quality, microbiological analysis of surface water and groundwater have been made for the detection of total and fecal coliforms in particular for the detection of E. coli, according to the recommendations of the CONAMA Resolution nº 357 (2005) and by MS 2914/2011 concierge. For the determination of the presence of these bacteria, we used the method of 3M Petrifilm plates. 13 samples were collected during the dry season and 13 in the rainy season, and the surface water samples were collected from dam and groundwater was collected from springs, wells and cisterns. The data obtained by the analysis of the collected samples, detected contamination 76.9% (10) of total coliforms and 23.0% (3) E.coli in the dry season and the rainy season 92.3% (12) of total coliforms and 69.2% (9) of E. coli. These results did not meet the potability standards established by decree nº 2914/2011, showing that water is more contaminated during the rainy season, increasing the risk of acquiring disease. Regarding the presence of symptoms associated with waterborne diseases, diarrhea was the most prevalent symptom, occurring at the points where contamination by E.coli was present. Overall, most of the settled families are consuming water without the potability standards established by Brazilian law increasing the settled families, vulnerability to contract waterborne diseases. As it was mentioned above improvement in water quality depends on the existence of sanitation in the settlement, also an enhanced infrastructure capture and storage of water, and the use of efficient methodologies for environmental education, hygiene and better sanitary conditions for settled families. / Dissertação (Mestrado)