Orientador: Edson Pereira Tangerino / Banca: Dib Gebara / Banca: Carlos Gomes da Nave Mendes / Resumo: Novas tecnologias para o tratamento de água vêem sendo desenvolvidas e suas combinações podem apresentar bons resultados principalmente quando submetidas a variações sazonais de origem natural e antropicas. A crescente poluição dos corpos d'água causa florescimentos de algas e cianobactérias nos mananciais, com aparecimento de sabor e odor na água bruta, podendo ocorrer também a liberação de toxinas pelas cianobactérias. Os processos de tratamento de água convencionais têm apresentado deficiências quanto à remoção de cianobactérias e cianotoxinas, principalmente quanto ao aspecto de remoção das células viáveis e na capacidade de remover as toxinas extracelulares. As cianobactérias retidas no lodo dos decantadores representam riscos à qualidade final da água tratada. O presente projeto de pesquisa consistiu em experiência com floco-decantador de manta de lodo acoplado a flotador por ar dissolvido, formando um conjunto composto pelos dois tipos de equipamentos ou tecnologias e ainda com dispositivo limitador de manta. O objetivo da pesquisa foi avaliar o desempenho da instalação proposta quando submetida a variações da qualidade da água bruta, principalmente quando submetido à sobrecarga de algas e cianobactérias, simulando possíveis florações nos mananciais. Os resultados dos ensaios no modulo experimental com água natural apresentaram remoção satisfatória de turbidez , com valores abaixo de 3,0 uT da água floco-floto-decantada e em torno de 0,1 uT da água filtrada. Os ensaios realizados com água natural com presença elevada de algas e cianobactérias, evidenciaram a importância da unidade de flotação, com remoção de clorofila_a de 82% na água decantada/flotada e próximo de 99% na água filtrada, em relação à água bruta, sendo que a turbidez manteve-se abaixo de 3 uT na saída do modulo floco-floto-decantador e a turbidez... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: New technologies for water treatment have been developed and their combinations can produce good results especially when subjected to seasonal variations of natural and anthropogenic. The increasing pollution of water bodies causes blooms of algae and cyanobacteria in water sources, with the appearance of taste and odor in raw water, but may also occur the release of toxins by cyanobacteria. The processes of conventional water treatment have shown deficiencies in the removal of cyanobacteria and cyanotoxins, especially on the aspect of removal of viable cells and the ability to remove extracellular toxins. Cyanobacteria retained in the sludge of the sedimentation tanks pose to the final quality of treated water. This research project was to experiment with floc-settling sludge blanket coupled to dissolved air flotation, forming a group composed of two types of equipment or technology, and with relief device blanket. The research aimed to evaluate the performance of the proposed development when subjected to variations in raw water quality, especially when subjected to the overload of algae and cyanobacteria to simulate possible blooms in the springs. The results of tests on an experimental module with natural water showed satisfactory removal of turbidity, with values below 3 uT decanted and around 0,1 uT filtered water. Tests conducted with water with high presence of algae and cyanobacteria, have highlighted the importance of unity flotation Chlorophyll "a" with removal of 82% in the decanted water / rappel and around 99% in filtered water compared to raw water, and the turbidity remained below 3 uT the output of modulo-flake-floto sedimentation and turbidity of filtered water was below 0,6 uT. The limiting device of the ground and periodic removal of sludge, decreased the retention time of the cells retained in the sludge which may have prevented the release of toxins into the water... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Resumo: A pesquisa vem testar duas tecnologias conhecidas, mas no Brasil nunca utilizada em conjunto. O processo de oxidação com utilização de radiação solar seguida pelo processo de filtração lenta pode ser muito promissor no tratamento de água para pequenas comunidades ou comunidades rurais. A praticidade em conjunto com uma nova tecnologia vem mostrar a eficiência de uma energia que não é aproveitada ou até pouco aproveitada no mundo todo. A incidência de raios Ultra Violeta presente na radiação solar quebrou as moléculas de ácido húmico e de fármacos facilitando sua remoção pela camada biológica dos filtros lento. As moléculas restantes poderão ser retiradas por adsorção pelo carvão ativado granular presente em uma coluna. Tanto o ácido húmico quanto os fármacos são moléculas difíceis de serem retiradas da água em um processo convencional de tratamento de água, estes são micro poluentes que tem causado preocupação entre os estudiosos. Devido a esta dificuldade pensou-se em desenvolver um método que é mais eficaz e tornar-se a água mais potável e financeiramente mais acessível pela classe baixa. No tratamento da água obteve-se uma remoção de ácido húmico em torno de 55% e de fármacos na média de 60%, variando de acordo com os compostos utilizados que foram diclofenaco, dipirona, ibuprofeno e naproxeno / Abstract: The study is to test two known technologies, but never used in Brazil together. The oxidation process using solar radiation followed by slow filtration process can be very promising in the treatment of water for small communities or rural communities. The practice together with a new technology comes along to show the efficiency of energy that is wasted or even little advantage worldwide. The breaking of the molecule by the impact of UV rays present in sunlight broke the molecules of humic acid and drugs facilitating its removal by biological layer of slow filters. The remaining molecules may be removed by adsorption by granular activated carbon present in a column. Both the humic acid molecules as drugs are difficult to be removed from the water in a conventional process water treatment, these are micro pollutants that has caused concern among scholars. This difficulty incentived the developing of the method that is more efficient and become more potable water and more financially accessible for the lower class. In water treatment obtained a removal of humic acid and about 55% of drugs on average 60%, varying according to the compounds used were diclofenac, dipyrone, ibuprofen and naproxen / Orientador: Milton Dall'Aglio Sobrinho / Coorientador: Edson Pereira Tangerino / Banca: Alessandro Minillo / Banca: Mauricio Luiz Sens / Mestre

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.

Orientador: Edson Pereira Tangerino / Banca: Tsunao Matsumoto / Banca: Luiz Di Bernardo / Resumo: A Filtração Lenta é um processo de tratamento de água que tem como principal característica a eficiente remoção de patógenos, algas e cianobactérias, as quais nos últimos anos têm-se desenvolvido muito nos reservatórios de abastecimento de água devido à eutrofização causada principalmente pelas atividades antrópicas. As cianobactérias produzem substâncias tóxicas conhecidas como cianotoxinas, que causam problemas gástricos, dermatológicos e toxicológicos nos humanos, além de problemas nas estações de tratamento de água. Apesar da eficiência da Filtração Lenta na remoção destes organismos, ela possui restrições quanto à área necessária aos filtros lentos, quanto ao processo de limpeza destes e dos pré-filtros de pedregulho quando utilizados no tratamento. Esta pesquisa teve então como objetivo desenvolver uma pré-filtração ao filtro lento, através das Colunas Verticais de Pré-Filtração, que fosse eficiente na remoção de parâmetros físico-químicos e bacteriológicos e também no procedimento de limpeza, tornando-o mais rápido e menos dispendioso. Este trabalho foi vinculado ao Programa de Pesquisa em Saneamento Básico (PROSAB) de número 5 do ano de 2007. Para tanto, foi utilizada uma instalação piloto de tratamento de água existente na cidade de Ilha Solteira/SP na qual o processo de tratamento foi o de Filtração em Múltiplas Etapas. Nela foram introduzidas quatro colunas verticais de pré-filtração com taxas diferentes entre si. Foram analisados parâmetros de qualidade de água, o período de desenvolvimento da camada biológica e o tempo de colmatação das unidades filtrantes. Como alguns resultados da pesquisa, foram notificados: a rapidez e facilidade no procedimento de limpeza das colunas, além de necessitarem de limpezas menos freqüentes que os pré-filtros de pedregulho; remoção de cerca de 95% de algas... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Slow filtration is a water treatment process that provides an efficient removal of pathogens, algae and cyanobacteria, which in recent years have been developed in a large amount in water reservoirs due to eutrophication, caused by human habits. The cyanobacteria produces toxic substances known as cyanotoxins, which cause gastric, skin and toxic disorders in humans, as well as problems in water treatment plants. Despite the efficiency of slow sand filtration in removing these bodies, it has restrictions on the required area for slow filters, on their cleaning process or rubble pre-filters cleaning when used in treatment. The objective of this research is developing a pre-filter to filter slowly through vertical columns pre-filtration, which would be efficient in the removal of physical, chemical and bacteriological bodies and also in cleaning process, making it faster and less expensive. This work was linked to the Programa de Pesquisa em Saneamento Básico (PROSAB) of 5th paragraph from the year of 2007. For this, we used an existing pilot plant for water treatment from of Ilha Solteira City - SP in which the process of treatment was Multiple Stages Filtration. Four pre-filtration vertical columns with different rates were introduced. We analyzed parameters of water quality, the period of organic layer development and the filter units clogging time. As some search results have been reported: the speed and ease of the columns cleaning procedure, less requiring of rubble pre-filters frequent cleaning; approximately 95% of algae and cyanobacteria removal by the columns; satisfactory turbidity removal, apparent color and true color, and smaller area required for its installation, because of their vertical shape. / Mestre

Resumo: A disponibilidade de água no globo terrestre tende a estar comprometida devido à atividade antrópica desordenada. Grande proporção da água doce encontra-se muito prejudicada em decorrência da crescente poluição, que poderia ser minimizada pela ampliação de programas de investimentos na área de saneamento. O grande problema enfrentado pelos países do terceiro mundo e também por aqueles em desenvolvimento em relação ao saneamento, é o alto custo atual dos projetos e de suas implantações, envolvendo maior endividamento e remanejamento de recursos de outros setores, também considerados essenciais e prioritários, como saúde e educação. Trata-se do sistema construído de área alagada "Constructed Wetland" (CWs), que internacionalmente se expandiu nestas ultimas três décadas. O objetivo deste presente projeto foi verificar a eficácia deste tipo de sistema, em escala de laboratório, mantido em fluxo contínuo, vegetado com Eichhornia crassipes e/ou Pistia stratiotes em diferentes tempos de detecção hidráulica, no tratamento de águas superficiais contaminadas com esgotos domésticos, do Rio Corumbataí, município de Rio Claro, SP. A eficiência do sistema "CWs" variou com o tempo de tratamento e foi dependente do parâmetro estudado da água do rio Corumbataí. O CWs usado neste estudo mostrou-se eficiente para o tratamento da água do rio Corumbataí. O reator contendo E. crassipes foi mais eficiente para a remoção de poluentes da água que aquele com P. stratiotes. Verificou-se que o conhecimento prévio da composição do efluente a ser tratado é importante para o estabelecimento dos parâmetros a serem analisados, como também para definição do projeto de construção dos CWs. Além disso, tais características também contribuem para a definição do tempo de residência no intuito de se obter maior eficiência do tratamento utilizado / Abstract: The availability of water on Earth could be compromised due to the disordered human activity. Large proportion of the fresh water is damaged due to growing pollution, which could be minimized by increasing investments in area of sanitization. The major problem faced by the countries of the third world and also for those in development, in relation to the sanitation, it is the high cost of projects and their implantations that leads to increase the debt and consequently less resources for health and education. The possibility of conciliation of an efficient project with low cost has been developed intensely in Europe and in the United States, since 1970. This project is the Constructed Wetland (CWs) that is increasing its use internationally since three decades ago. The objective of this present project was to verify the effectiveness of this system in laboratory scale using vegetation with Eichhornia crassipes and Pistia stratiotes and continuous flow in different times of hydraulic detention. The treatment was applied for superficial waters from river "Rio Corumbataí" located at Rio Claro - SP, and polluted by domestic sewers. The efficiency of the system "CWs" varied with the time of treatment and it was dependent of the analyzed parameter of the water from river Corumbataí. CWs used in this study were shown efficient for the treatment of the water from river Corumbataí. The reactor containing E. crassipes went more efficient for the removal of pollutant of the water rather than with P. stratiotes. It was verified that the previous knowledge of the composition of the effluent to be treated is important for establishment of the parameters to be analyzed, as well as for definition of the project based in construction of CWs. Besides, such characteristics also contribute to the definition of the residence time with intention of obtaining better efficiency for the chosen treatment / Orientador: Sâmia Maria Tauk-Tornisielo / Coorientador: Roberto Naves Domingos / Banca: Antonia Marli dos Santos / Banca: Carlos Renato Corso / Banca: Cassiana Maria Reganhan Coneglian / Banca: Plínio Barbosa de Camargo / Doutor

Na etapa de purificação do trinitrotolueno (TNT) produzido nas indústrias, são realizadas duas lavagens ao final do processo. A primeira lavagem é realizada com água vaporizada, na qual origina-se o primeiro efluente, denominado água amarela, em seguida, é realizada uma segunda lavagem com a utilização de sulfito de sódio (Na2SO3), gerando o segundo efluente água vermelha. O presente trabalho teve como objetivo estudar os efeitos individuais, bem como, a associação da fotocatálise heterogênea utilizando TiO2 e tratamento biológico em reator air lift utilizando lodo ativado (biomassa bacteriana), para a remediação de águas residuais contaminadas com compostos nitroaromáticos, a fim de reduzir a toxicidade e ajustar os parâmetros legais de acordo com órgãos regulamentadores para despejo em vias aquáticas. O tratamento fotocatalítico foi conduzido por meio de desenho fatorial obtendo as melhores condições reacionais (pH 6,5 e concentração de TiO2 0,1 gL-1), sendo os melhores resultados obtidos em 360 minutos de reação, reduzindo 97,00% da absorbância em 275 nm, 94,20% da demanda química de oxigênio (DQO), 67,70% de fenóis totais, bem como uma redução total dos picos constatados e atribuídos a compostos nitroaromáticos por cromatografia líquida de alta eficiência. No tratamento biológico, observou-se redução de 53,40% da absorbância em 275 nm, 10,00% de DQO e 36,00% de fenóis totais em períodos curtos (3 dias), já para períodos longos (48 dias), houve uma influência antagônica nos resultados de forma que ocorreu a elevação destes parâmetros (DQO e fenóis totais) ao invés de sua redução. A análise cromatográfica confirmou a eficiência da degradação biológica por meio da redução de picos correspondentes a compostos como DNT e TNT. A associação dos tratamentos fotocatalítico e biológico apresentou resultados de redução da ordem de 91,10% de absorbância, 70,26% de fenóis totais e 88,87% de DQO. Enquanto que, a associação dos tratamentos biológico e fotocatalítico gerou eficiências relativamente inferiores, apresentando redução de absorbância de 77,30%, 62,10% de redução dos fenóis totais e uma diminuição de 87,00% da DQO. De maneira geral, ao compararmos os processos químico e biológico de forma isolada, o tratamento fotocatalítico apresentou os melhores resultados. Porém, comparando os resultados de forma isolada e as associações estabelecidas, a associação biológico x fotocatalise apresentou resultados mais promissores para o tratamento do efluente água vermelha. / Trinitrotoluene in the purification step (TNT) produced in industries, are carried out two washes at the end of the process. The first wash is done with vaporized water, which originates from the first effluent called yellow water, then the second washing with the use of sodium sulfite is performed (Na2SO3), generating a second effluent red water. This study aimed to study the individual effects, as well as the association of heterogeneous photocatalysis using TiO2 and biological treatment in air lift reactor using activated sludge (bacterial biomass) for the remediation of wastewater contaminated with nitroaromatic compounds in order to reduce toxicity and adjust the legal parameters according to regulatory agencies for disposal in waterways. The photocatalytic treatment was conducted by factorial design obtaining the best reaction conditions (pH 6.5 and concentration of TiO2 0.1 gL-1), with best results obtained at 360 minutes of reaction, reducing the absorbance 97.00%, 94.20% of the chemical oxygen demand (COD), 67.70% of total phenols, as well as a total reduction of observed peaks and assigned to nitroaromatic compounds by high-performance liquid chromatography. In the biological treatment, there was a 53.40% reduction in absorbance at 275 nm 10.00% 36.00% COD and total phenols in a short time (3 days), while for extended periods (48 days) there was an antagonistic influence on the results so that was the elevation of these parameters (COD and total phenols) instead of reducing. Chromatographic analysis confirmed the effectiveness of the biological degradation by reducing the peaks corresponding to compounds DNT and TNT. The Association of photocatalytic and biological treatments decreased results in the order of 91.10% absorbance, 70.26% of total phenols and 88.87% of COD. While the combination of biological and photocatalytic treatments generated relatively lower efficiencies, with 77.30% of absorbance reduction, 62.10% reduction of total phenols and a decrease of 87.00% of COD. In general, when comparing the chemical and biological processes in isolation, the photocatalytic treatment showed the best results. However, comparing the results of isolation and established associations, the association biological x photocatalysis showed more promising results in the treatment of red water effluent.

Na etapa de purificação do trinitrotolueno (TNT) produzido nas indústrias, são realizadas duas lavagens ao final do processo. A primeira lavagem é realizada com água vaporizada, na qual origina-se o primeiro efluente, denominado água amarela, em seguida, é realizada uma segunda lavagem com a utilização de sulfito de sódio (Na2SO3), gerando o segundo efluente água vermelha. O presente trabalho teve como objetivo estudar os efeitos individuais, bem como, a associação da fotocatálise heterogênea utilizando TiO2 e tratamento biológico em reator air lift utilizando lodo ativado (biomassa bacteriana), para a remediação de águas residuais contaminadas com compostos nitroaromáticos, a fim de reduzir a toxicidade e ajustar os parâmetros legais de acordo com órgãos regulamentadores para despejo em vias aquáticas. O tratamento fotocatalítico foi conduzido por meio de desenho fatorial obtendo as melhores condições reacionais (pH 6,5 e concentração de TiO2 0,1 gL-1), sendo os melhores resultados obtidos em 360 minutos de reação, reduzindo 97,00% da absorbância em 275 nm, 94,20% da demanda química de oxigênio (DQO), 67,70% de fenóis totais, bem como uma redução total dos picos constatados e atribuídos a compostos nitroaromáticos por cromatografia líquida de alta eficiência. No tratamento biológico, observou-se redução de 53,40% da absorbância em 275 nm, 10,00% de DQO e 36,00% de fenóis totais em períodos curtos (3 dias), já para períodos longos (48 dias), houve uma influência antagônica nos resultados de forma que ocorreu a elevação destes parâmetros (DQO e fenóis totais) ao invés de sua redução. A análise cromatográfica confirmou a eficiência da degradação biológica por meio da redução de picos correspondentes a compostos como DNT e TNT. A associação dos tratamentos fotocatalítico e biológico apresentou resultados de redução da ordem de 91,10% de absorbância, 70,26% de fenóis totais e 88,87% de DQO. Enquanto que, a associação dos tratamentos biológico e fotocatalítico gerou eficiências relativamente inferiores, apresentando redução de absorbância de 77,30%, 62,10% de redução dos fenóis totais e uma diminuição de 87,00% da DQO. De maneira geral, ao compararmos os processos químico e biológico de forma isolada, o tratamento fotocatalítico apresentou os melhores resultados. Porém, comparando os resultados de forma isolada e as associações estabelecidas, a associação biológico x fotocatalise apresentou resultados mais promissores para o tratamento do efluente água vermelha. / Trinitrotoluene in the purification step (TNT) produced in industries, are carried out two washes at the end of the process. The first wash is done with vaporized water, which originates from the first effluent called yellow water, then the second washing with the use of sodium sulfite is performed (Na2SO3), generating a second effluent red water. This study aimed to study the individual effects, as well as the association of heterogeneous photocatalysis using TiO2 and biological treatment in air lift reactor using activated sludge (bacterial biomass) for the remediation of wastewater contaminated with nitroaromatic compounds in order to reduce toxicity and adjust the legal parameters according to regulatory agencies for disposal in waterways. The photocatalytic treatment was conducted by factorial design obtaining the best reaction conditions (pH 6.5 and concentration of TiO2 0.1 gL-1), with best results obtained at 360 minutes of reaction, reducing the absorbance 97.00%, 94.20% of the chemical oxygen demand (COD), 67.70% of total phenols, as well as a total reduction of observed peaks and assigned to nitroaromatic compounds by high-performance liquid chromatography. In the biological treatment, there was a 53.40% reduction in absorbance at 275 nm 10.00% 36.00% COD and total phenols in a short time (3 days), while for extended periods (48 days) there was an antagonistic influence on the results so that was the elevation of these parameters (COD and total phenols) instead of reducing. Chromatographic analysis confirmed the effectiveness of the biological degradation by reducing the peaks corresponding to compounds DNT and TNT. The Association of photocatalytic and biological treatments decreased results in the order of 91.10% absorbance, 70.26% of total phenols and 88.87% of COD. While the combination of biological and photocatalytic treatments generated relatively lower efficiencies, with 77.30% of absorbance reduction, 62.10% reduction of total phenols and a decrease of 87.00% of COD. In general, when comparing the chemical and biological processes in isolation, the photocatalytic treatment showed the best results. However, comparing the results of isolation and established associations, the association biological x photocatalysis showed more promising results in the treatment of red water effluent.

Orientadores: Marcos Roberto de Vasconcelos Lanza, Rodnei Bertazzoli / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-16T20:01:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Beati_AndreAugustoGutierrezFernandes_D.pdf: 4569837 bytes, checksum: 6c1637bdb8e9ad2c61b0b69c8e02f7a1 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Neste trabalho foram estudados a identificação de produtos de degradação da ametrina (AME), agrotóxico utilizado em larga escala na agroindústria canavieira. A melhora no tratamento das condições ambientais é de suma importância para as regiões agrícolas, já que a contaminação do solo e das águas subterrâneas é quase inevitável. Em relação às indústrias que produzem/formulam os agrotóxicos, um tratamento alternativo é interessante, pois os Processos Oxidativos Avançados (POAs), e dentre esses, o emprego da Tecnologia Eletroquímica. Uma vez os parâmetros definidos podem gerar a combustão total da carga orgânica, ou geral produtos de degradação, que podem ser identificados, e assim, entender melhor o processo de degradação da AME. Desta maneira foram realizadas reações de oxidação parcial do herbicida utilizando a adição de H2O2 em uma solução contendo 100 mg L-1 de AME e catalisadas com Fe2+ em diferentes pH e temperatura. Os produtos foram identificados por um espectrômetro de massa, Ion-Trap com ionização por electrospray (ESI). O produto 4-amino-6-(metilamina)-1,3,5-triazin-2-ol (m/z 141) fora identificado, praticamente em todos os ensaios realizados. A melhor condição experimental para oxidar quimicamente a AME, ocorreu na proporção de 20 % (v/v) de H2O2, pH 7 e temperatura de 65 °C. Outra maneira de estudar a degradação da AME foi controlar a geração do H2O2 eletrogerado, desta maneira as degradações eletroquímicas do herbicida foram realizadas utilizando 200 mg L-1 do principio ativo a partir de uma solução comercial (Herbipak®). Eletrólises a potencial constante foram realizadas de -0,7 V ? E ? -1,2 V vs Ag/AgCl para geração de H2O2, alcançando o máximo da concentração de 508 mg L-1 para o potencial de -0,9 V vs. Ag/AgCl. O monitoramento da AME analisadas por CLAE, apresentou uma taxa de decaimento da concentração de 55% via geração de H2O2, com redução de 45% do COT quando utilizado a eletrossíntese H2O2/Fe2+. Estes ensaios de degradação também monitoraram a degradação da AME via CI, identificando a formação de íons NO3- e NO2-. A identificação da formação dos produtos de degradação da AME foi realizada por CG-EM/EM. / Abstract: In this study the identification of degradation products ametrina (AME), pesticides used on a large scale in the sugar industry. The improvement in the treatment of environmental conditions is of paramount importance to the agricultural regions, since the contamination of soil and groundwater contamination is almost inevitable. In relation to industries producing/formulate pesticides, an alternative treatment is interesting because the Advanced Oxidation Processes (AOPs), and among these, the use of Electrochemical Technology. Once the parameters set can generate combustion total organic content, or general degradation products, which can be identified, and thus better understand the degradation process of AME. Thus were partial oxidation reactions of the herbicide using the addition of H2O2 in a solution containing 100 mg L-1 of AME and catalyzed with Fe2+ at different pH and temperature. The products were identified by mass spectrometry, Ion-Trap electrospray ionization (ESI.) The product 4-amino-6-(methylamine)-1,3,5-triazine-2-ol (m/z 141) was identified, almost all trials. The best experimental condition to oxidize chemically AME, occurred at a rate of 20% (v/v) H2O2, pH 7 and temperature of 65°C. Another way to study the degradation of AME was controlling the generation of electrogenerated H2O2, thus the electrochemical degradation of the herbicide were performed using 200 mg L-1 of the active principle from a commercial solution (Herbipak®). Constant potential electrolyses were performed from -0.7 V ? E ? -1.2 V vs. Ag / AgCl for generation of H2O2, reaching the maximum concentration of 508 mg L-1 for the potential of -0.9 V vs Ag/AgCl. The monitoring of AME analyzed by HPLC, showed a rate of decay of the concentration of 55% via H2O2 generation, with 45% reduction of TOC when used at eletrossíntese H2O2/Fe2+. These tests also monitored the degradation via AME IC, identifying the formation of NO3- and NO2-. The identification of the formation of degradation products was performed by AME CG-MS/MS. / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Jose Roberto Guimarães, Pedro Sergio Fadini / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-08T11:19:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AlmeidaJunior_RonaldoLeite_M.pdf: 4624021 bytes, checksum: 5d1d214fe838e0c57608e1a3adffc1fd (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Através da utilização de ozonização em meio básico, foi desenvolvido um processo de oxidação para a redução de cor em licor negro gerado na obtenção de celulose de algodão, que demonstrou ser mais econômico por reduzir o consumo de ozônio comparativamente ao processo de ozonização simples. Usando o ozônio em meio básico, gerou-se radicais oxidantes como a hidroxila permitindo a sua aplicação para viabilizar a redução de insumos como energia elétrica e reduzir também custos no investimento inicial em geradores de ozônio e reatores de contato. Doses de ozônio em concentração de 800 mg L-1 a 1700 mg L-1 foram necessárias para a redução de cor do licor negro de 40.000 para 8000 mg Pt-Co L-1. Verificou-se que a cinética de reação da oxidação de compostos coloridos é de primeira ordem e foi possível redução de 90% da cor. Também houve clara diferença de padrão de reação para meios básicos e ácidos. Foi detectada a influência da dosagem específica de ozônio, tanto em meios básicos como ácidos, no consumo de ozônio para obtenção de determinada remoção de cor. Foi verificado consumo de ozônio por substâncias ou compostos que não resultam em diminuição da cor medida em mg L-1 PtCo / Abstract: Using the ozonization at basic environment was developed an oxidation process to color reduction of black liquor that was generated at cotton¿s cellulose production. Was demonstrated to be an economic process had to an ozone consumption reduction in comparison a conventional ozonation. The oxidation of colored substances by ozone is an excellent alternative but expensive. The process generates radicals (e.g.: hydroxyl), allowing reduction of the costs (e.g.: electric energy, equipment sizes), by means of ozone generators and contact reactors adequately adjusted. Ozone doses of 800 mg.L-1 to 1700 mg L-1 were used to remove black liquor color from 40.000 to 8000 mg Pt-Co L-1. It was determine a first order¿s kinetic oxidation reaction of colored substances. A 90% color removal was possible. There was a strong pattern difference between basic and acid environment. The specific ozone dosage was detected as an important parameter on ozone consume, considering basic and acid environment to obtain a specific color with oxidation. Ozone consumption was detected in substances that do not affect the color reduction / Mestrado / Saneamento e Ambiente / Mestre em Engenharia Civil

Orientador: Ruben Bresaola Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-11T16:16:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Yano_DirceMariaEmi_M.pdf: 968062 bytes, checksum: 4a5419ce308b9a1d5ae72c0c3669355d (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: A presente pesquisa teve por objetivo avaliar a formação de subprodutos da desinfecção (SPDS), gerados a partir da oxidação de soluções contendo substâncias húmicas e estas com adição de íons brometo, pelo dióxido de cloro, de forma isolada, ou associada com o cloro livre, sob diferentes concentrações e tempos de contato. A detecção dos trialometanos (THM), aldeídos e ácidos orgânicos formados foi realizada utilizando a técnica de cromatografia gasosa. Os resultados das análises cromatográficas proporcionaram a escolha da amostra que apresentou maior concentração de cada SPD para a realização de ensaios de adsorção, em diferentes concentrações de carvão ativado em pó (CAP), seguido de simulação, em condições de laboratório, de processos de tratamento físico-químico do tipo convencional de água para abastecimento. Os resultados obtidos indicaram que o uso do dióxido de cloro na oxidação de soluções contendo ácidos húmicos, com e sem a presença de brometos, gerou concentrações de THM abaixo do preconizado pela portaria 518 do MS; enquanto que a aplicação do cloro livre, após o uso do dióxido de cloro como oxidante primário, combinado com a presença de íons brometo, produziu maiores concentrações dos mesmos. Variando-se as dosagens de dióxido de cloro, houve formação de aldeídos em concentrações baixas, e a variação da dosagem de ácidos húmicos e íons brometo não acarretaram na formação significativa dos mesmos. Para as dosagens de ácidos húmicos, brometos e oxidantes estudadas não houve formação significativa de ácidos orgânicos. A utilização do CAP seguido de tratamento convencional promoveu a adequação da água nos valores máximos permitidos pelas normas vigentes para os parâmetros cor aparente e turbidez, não causando prejuízo à qualidade da água original. A variação da dosagem de CAP influenciou no tratamento da água, com remoção de THM mais efetiva para as dosagens mais altas. Já para aldeídos, dosagens mais baixas mostraram ser mais eficientes / Abstract: The objective of the present research was to analyze the formation of disinfection by products (DPB), generated by the oxidation of solutions containing humic substances with the addition of bromide ions through the use of chlorine dioxide, isolated or associated with free chlorine in different concentrations and reaction times. The technique of gaseous chromatography was applied in order to detect the formed trihalomethanes (THM), aldehydes and organic acids. The results of the chromatographic analyses allowed to choose the sample that presented the higher concentration of each DBP to carry out the assays of adsorption in different concentrations of powdered activated carbon (PAC), followed by simulation, under laboratory conditions, of conventional process of water treatment. The obtained results indicated that the use of chlorine dioxide in the oxidation of solutions containing humic acids with and without the presence of bromides resulted in THM concentrations under the ones established by the resolution n. 518 of Brazilian Health Ministry, while the use of free chlorine, after the use of chlorine dioxide as a primary oxidant, combined with the presence of bromide ions, produced higher concentrations of these. The variation of chlorine dioxide dosages resulted in the formation of aldehydes in lower concentrations, and the variation of humic acids and bromide ions dosages did not result in a significant formation of these. For the dosages of humic acids, bromides and oxidants there was no significant formation of organic acids. The use of PAC, followed by the conventional process of water treatment promoted the adequacy of the water in the maximum values allowed by the national regulations for the color and e turbity parameters, maintaining the quality of the original water, not causing loss of quality to the original water. The variation of PAC dosage influenced the treatment of the water, with more effective removal of THM for the higher dosages. On the contrary, for aldehyds, lower dosages showed to be more efficient / Mestrado / Saneamento e Ambiente / Mestre em Engenharia Civil