Os efluentes vinícolas apresentam concentração de matéria orgânica que varia entre 1.200 mg.L-1 a 92.000 mg.L-1 de DQO. O pH é ácido, variando entre 3,5 a 5,0. A concentração de compostos fenólicos varia entre 41 a 1450 mg.L-1 C6H5OH. Para nitrogênio amoniacal a concentração varia entre 12 a 208 mg.L-1 já para sulfetos entre 50 e 500 mg.L-1S. Com base nestas informações, foi proposto um sistema de tratamento de efluentes físico-químico em batelada, composto por oxidação avançada do tipo Fenton e duas colunas de adsorção preenchidas com adsorventes alternativos: uma com resíduos de olarias (restos de cerâmicas) e outra com resíduos sólidos da construção civil (britados em recicladora). O efluente vinícola foi caracterizado através dos seguintes parâmetros: pH, turbidez, DQO, sólidos, nitrogênio, fósforo e fenol total. Os materiais adsorventes citados foram comparados ao adsorvente convencional, carvão ativado, e caracterizados no que diz respeito a: pH, densidade aparente e relativa, teor de umidade, teor de material volátil e teor de cinzas. No ensaio final para a oxidação do efluente bruto, foi aplicada a concentração de peróxido de hidrogênio de 16 g.L-1 na relação com a H2O2/DQO denominada de “z” igual a 3,36, o catalisador da reação foi o sulfato ferroso na proporção de 1:15 (FeSO4.7H2O:H2O2). O tempo de reação foi de quatro horas a 30°C em mesa agitadora a 150 rpm. Após a oxidação por Fenton, o efluente foi submetido à adsorção em coluna de cerâmica na taxa de 5m3.m2.dia-1, sequencialmente o efluente foi inserido na coluna de resíduos sólidos da construção civil na taxa de aplicação de 4 m3.m2.dia-1. O desempenho do sistema foi avaliado em função de DQO, turbidez, nitrogênio, sólidos, fenol total e cor. Ao final do tratamento a eficiência na remoção de DQO foi de 92,25%, atingindo valores de DQO de 369 mg.L-1. Além disso, o sistema de tratamento aplicado se apresentou eficaz na remoção da cor (100%), fenol total (100%), turbidez (100%), sulfatos (98%) atingindo uma concentração de 40,5 mg.L-1, nitrogênio (10%) com 17,25 mg.L-1 e na remoção de sólidos: ST (95% com 2,29 mg.L-1), STF (71% com 0,92 mg.L-1), STV (97% com 1,37 mg.L-1), SST (95% com 0,08 mg.L-1), SSF (96% com 0,01 mg.L-1), SSV (91% com 0,09 mg.L-1), SDT (95% com 2,21 mg.L-1), SDF (67% com 0,9 mg.L-1) e SDV (97% com 1,27 mg.L-1). A vantagem da aplicação de Fenton no efluente bruto consistiu em aproveitar as características ácidas do efluente, condição necessária para que o sulfato de ferro não precipitasse, exercendo assim a função de catalisador da reação. Posteriormente a oxidação, foi necessário neutralizar o pH para precipitação do ferro, condição que ocorreu nas colunas de adsorção com os resíduos sólidos da construção civil, possibilitando a precipitação, filtração e remoção do ferro. A combinação deste sistema facilitou e minimizou o uso de reagentes químicos, possibilitando a aplicação prática em vinícolas de produção sazonal e que não possui grandes áreas para a instalação de sistemas maiores e mais complexos. Conclui-se que, o sistema físico-químico proposto apresenta relevante eficiência quanto à remoção de matéria orgânica, cor, sólidos, nitrogênio, sulfatos e fenol total, possibilitando a disposição em corpos hídricos ou rede pública de esgoto. / The organic matter present on those winery effluents varies from 1.200 mg.L-1 to 92.000 mg.L-1 of COD. The pH is acidic, varying from 3,5 to 5,0. The concentration of phenolic compounds ranges between 41 to 1450 mg.L-1 C6H5OH . For ammonia the concentration varies from 12 to 208 mg.L-1. Sulfates have to between 50 and 500 mg.L-1 S. Based on these information, a physical-chemical treatment system was proposed, analyzed into batches, which consisted of the advanced Fenton ́s Oxidation and two adsorption columns filled with alternated adsorbents: one with pottery residues and the other with residues from building (concrete) sites ( crushed on crushing machines). The winery effluent characterization was establish according to the following parameters: pH, turbidity, COD, solids, nitrogen, phosphate and phenols. The absorbents resources were characterize pH, bulk and relative densities, moisture content, volatile material, ash content. The assays begun with the oxidation of the raw effluent, followed by the addition of 16 g.L-1 of hydrogen peroxide related to a COD of z=3,36 (H2O2/DQO). Ferrous sulfate catalyzed the reaction at 1:15 portion (FeSO4.7H2O:H2O2), on an agitated platform at 150 rpm for four hours at 30oC. Once Fenton’s oxidation was concluded, the effluent was applied to the pottery absorption column, at 5m3/m2.day-1, and subsequently applied to the building sites residues column at 4m3/m2.day-1. The system’s performance was evaluate according to the COD, turbidity, nitrogen, solids, phenols and color. The COD efficiency removal obtained was 92,25%, reaching COD values of 369 mg.L-1. In addition, the chosen applied treatment revealed to be efficient on the elimination of color (100%), phenols (100%), turbidity (100%), sulfates (98%) reaching a concentration of 40.5 mg.L-1, nitrogen (10%) with 17.25 mg.L-1, and on solids removals: ST (95% with values of 2,29 mg.L-1), STF (71% and 0,92 mg.L-1), STV (97% and 1,37 mg.L-1), SST (95% and 0,08 mg.L-1), SSF (96% and 0,01 mg.L-1), SSV (91% and 0,09 mg.L-1), SDT (95% and 2,21 mg.L-1), SDF (67% and 0,9 mg.L-1) e SDV (97% and 1,27 mg.L-1). The advantage of the Fenton application on the raw effluent consisted on taking benefit of the acidic environment of the effluent, environment that gave the right condition to avoid the precipitation of the iron sulfate, becoming the reaction catalyst. Once the oxidation was completed, it was necessary to neutralize de pH to allow the iron precipitation, which took place into the building residues adsorption columns, allowing iron the precipitation, filtration and removal. These methods combined enabled and minimized the use of chemical reagents, allowing it to be easily mounted in wineries with seasonality production and wineries without a large area to install bigger and more complex systems. In conclusion, the physical – chemical system proposed revealed to be efficient on the removal of the organic mass, colors, solids, nitrogen, sulfates and phenols, allowing the discharge of effluent disposal.

O presente estudo objetiva avaliar a influência da substituição de areia natural por diferentes teores de Lodo de Estação de Tratamento de Água (Lodo de ETA) na produção de concretos ambientalmente amigáveis. O procedimento experimental abrangeu a coleta e caracterização das matérias-primas, o estudo de dosagem do concreto produzido com diferentes teores de substituição de Lodo Úmido (LU) e Lodo Calcinado (LC) e a avaliação das misturas produzidas no aspecto técnico, econômico e ambiental. As amostras de Lodo utilizadas foram coletadas na ETA Tamanduá, localizada em Foz do Iguaçu, PR, em três períodos distintos durante o ano de 2014. No estudo de dosagem fez-se a substituição de LU (in natura) por areia natural nos teores de 0, 5, 7 e 10% em concretos de relação água/cimento (a/c) 0,45, 0,55 e 0,65 e de LC (temperatura de 900 ºC) nos teores de 0, 5, 10 e 20% em misturas de a/c 0,55, avaliando-se as propriedades no estado fresco (trabalhabilidade) e no estado endurecido (resistência à compressão axial, resistência à tração, módulo de elasticidade, absorção de água e lixiviação). A partir dos resultados obtidos constatou-se que a adição de até 20% de LC propiciou aumento nas propriedades mecânicas do concreto, podendo ser empregado em concretos estruturais, desde que realizados estudos de durabilidade. Já a adição de lodo de ETA úmido reduziu significativamente a resistência do concreto, sendo indicado do ponto de vista técnico um teor de substituição de até 5% para aplicações em concretos, desde que não estruturais. Do ponto de vista econômico, em relação ao concreto de referência, concretos produzidos com LU resultaram em menor custo de produção enquanto que concretos com LC maior. Pela análise termogravimétrica o lodo poderá ser calcinado a menores temperaturas (de 300 a 500 oC), promovendo economia energética no processo de tratamento térmico, resultando num melhoramento no aspecto econômico e ambiental da aplicação do Lodo calcinado na produção de concretos. Por meio da viabilidade ambiental, os resultados demonstraram que os níveis de concentração das substâncias analisadas no ensaio de lixiviação atendem ao limite máximo permitido, assegurando a saúde humana e ambiental. A sustentabilidade do aproveitamento do lodo em concreto confirma-se pela redução na extração de recursos naturais, contribuindo principalmente, na diminuição do lançamento de lodo em corpos hídricos, e ao atendimento dos requisitos do sistema de gestão e legislação ambiental vigente. por teores mais elevados de lodo, analisando a viabilidade econômica e ambiental vinculada ao processo de calcinação. / The aim of this study is to evaluate the influence of replacing natural sand by different levels of Water Treatment Plant Sludge (WTP sludge) in the production of environmentally friendly concrete. The experiment included the collection and characterization of raw materials, the concrete dosing study produced with different sludge replacement levels of Wet Sludge (WS) and Calcined Sludge (CS) and the evaluation of the produced mixtures with regards the technical, economic and environmental aspect. The sludge samples used in the study were collected from the Tamandua ETA, located in Foz do Iguaçu, Paraná, in three different periods during the year 2014. In the dosage of study, WS (in natura) was substituted by natural sand in the levels of 0, 5, 7 and 10% in concrete with water/cement ratio (w/c) of 0.45, 0.55 and 0.65 and CS (temperature of 900 °C) in levels of 0, 5, 10 and 20% in mixtures with w/c of 0.55, evaluating the properties in the fresh state (workability) and in the hardened state (resistance to axial compression, tensile strength, elastic modulus, water absorption and leaching). From the results obtained it was found that the addition of CS up to 20% resulted in an increase in the mechanical properties of concrete, therefore it can be used in structural concrete, provided that durability studies are carried out. With regards WS, its addition significantly reduces the strength of concrete and is suitable, from a technical point of view, a replacement level up to 5% for applications in concrete, provided that not structural. From an economic point of view, in comparison to the reference concrete, concrete produced with WS resulted in lower production cost while concrete with CS the cost was higher. By thermogravimetric analysis, the sludge may be calcined at lower temperatures (300 to 500 °C), leading to energy saving in the heat treatment process, resulting in an improvement in the economic and environmental factor in the application of the calcinated sludge in the production of concrete. With regards the environmental viability, the results demonstrated that the levels of concentration of the substances analyzed in the leaching test meet the maximum allowed limit, ensuring environmental and human health. The sustainability of sludge use in concrete is confirmed by the reduction in the extraction of natural resources, contributing mainly to the decreas of sludge release in water bodies, and upon satisfying the requirements of the management and environmental legislation system. Further studies should be conducted to assess the effect of replacing sand for higher levels of sludge, analyzing the economic and environmental viability linked to the calcination process.

Dentre as tecnologias para tratamento de efluentes, este trabalho abordou processos de oxidação avançada fundamentados no uso de catalisadores heterogêneos, sendo este processo também conhecido por fotocatálise heterogênea. A eficiência desse tipo de processo já é bastante conhecida e reportada na literatura, no entanto, sua aplicação conta com gastos de energia artificial para ativação do catalisador responsável pela degradação de contaminantes. Neste sentido, novos materiais têm sido desenvolvidos para promoverem a fotossensibilização de catalisadores como TiO2, o que viabiliza ativação pela luz visível e aplicações com energia renovável solar. No desenvolvimento de novos catalisadores, os materiais nanoestruturados compósitos, formados por duas ou mais substâncias em contato íntimo, destacam-se pelo sinergismo que confere propriedades singulares ao material. Este trabalho teve como objetivo a síntese, caracterização e aplicação de nanocompósitos formados por polianilina (PANI), TiO2-P25 e NTCs como catalisadores na degradação do fármaco sulfametoxazol sob luz solar simulada. A síntese do catalisador consistiu na polimerização interfacial (água/tolueno) da anilina, contento fase orgânica com NTCs e anilina, e dióxido de titânio na fase aquosa. Diferentes associações dos materiais e concentrações de TiO2 foram testadas e resultaram nos seguintes catalisadores PANI:TiO2, PANI:TiO2-conc, NTC:PANI:TiO2 e NTC:PANI:TiO2-conc. Os materiais foram caracterizados por espectroscopia Raman, difração de raios X, microscopias eletrônicas de varredura e transmissão e análise termogravimétrica. O potencial desses materiais em fotocatálise de sulfametoxazol foi avaliado por um sistema de luz solar simulada. A síntese interfacial resultou em compósitos verdes, cor característica da polianilina. As técnicas de caracterização indicaram a formação de polianilina como uma massa polimérica contendo NTCs e/ou TiO2. O polímero nos compósitos mostrou, por espectroscopia Raman, ser mais polariônico, planar e menos reticulado. Análises termogravimétricas revelaram que os compósitos foram constituídos por cerca de ~ 85 % de TiO2 nas amostras com NTCs e ~ 95 % de óxido nas amostras formadas apenas por polianilina e óxido de titânio. Foi discutido condições fundamentais sobre a determinação da fotossensibilização do TiO 2-P25 por polianilina e NTCs, através de um sistema solar simulado. O catalisador PANI:TiO2-conc mostrou maior capacidade de fotodegradação de sulfametoxazol sob luz solar simulada em relação ao TiO2-P25. Diante disso, o compósito formado por polianilina e TiO2 com baixo percentual de polímero, resultou em um material com maior potencial para aplicações em sistemas solares. / Among the technologies for wastewater treatment, this work addressed advanced oxidation processes based on the use of heterogeneous catalysts, this process is also known as heterogeneous photocatalysis. The efficiency of this type of process is already well known and reported in the literature, however, its application has artificial energy costs for activation of the catalyst responsible for the degradation of contaminants. In this sense, new materials have been developed to promote the photosensitizing catalysts such as TiO2, which enables activation by visible light and solar renewable energy applications. In the development of new catalysts the nanostructured composite materials formed of two or more substances in close contact, stand out due to synergism which confers unique properties to the material. This study aimed to the synthesis, characterization and application of nanocomposites formed by polyaniline (PANI), TiO2-P25 and CNTs as catalysts in the degradation of the drug sulfamethoxazole under simulated sunlight. The catalyst synthesis was the interfacial polymerization (water / toluene) of aniline, containing organic phase with CNTs and aniline, and titanium dioxide in the aqueous phase. Different associations of materials and TiO2 concentrations were tested and resulted in the following catalysts PANI:TiO2, PANI:TiO2-conc, NTC:PANI:TiO2 and NTC:PANI:TiO2-conc. The materials were characterized by Raman spectroscopy, X- ray diffraction, electronic microscopy of scanning and transmission, and thermogravimetric. The potential for these materials in photocatalysis of sulfamethoxazole was evaluated by a simulated solar light system. The interfacial synthesis resulted in a green composite color, characteristic of polyaniline. The characterization techniques indicated the formation of polyaniline as a polymeric mass containing CNTs and / or TiO2. The polymer in the composite showed by Raman spectroscopy, to be more polaronic form, planar, an less reticulation. Thermogravimetric analysis showed that the composite consisted of approximately ~ 85 % TiO2 on samples with CNTs and ~ 95 % oxide in the samples formed only polyaniline and titanium oxide. Was discussed fundamental conditions on determining the photosensitivity of TiO2-P25 by polyaniline and CNTs, through a simulated solar system. The catalyst PANI:TiO2-conc showed higher photodegradation ability to sulfamethoxazole under simulated sunlight compared to TiO2-P25. Thus, the composite formed by polyaniline and TiO 2 with low percentage of polymer, resulted in a material with the greatest potential for applications in solar systems.

CNPq / No meio da ampla biodiversidade da flora brasileira, a ora-pro-nobis (Pereskia aculeata Miller) desperta especial interesse, pela alta quantidade de mucilagem em suas folhas. Plantas mucilaginosas são estudadas há algum tempo no processo de floculação/coagulação em tratamentos de água, com a intenção de, reduzir ou até mesmo suceder a utilização do sulfato de alumínio. A mucilagem é um biopolímero com grande capacidade de formar gel, soluções viscosas e estabilizar sistemas de emulsão. O presente trabalho teve como finalidade, avaliar o rendimento da mucilagem em processos de extração, caracterizar a mucilagem não clarificada, e clarificada e aplicar o biopolímero clarificado da P. aculeata, no processo de coagulação/floculação. Para tal as folhas foram secas em estufa até peso constante, foi feita a extração da mucilagem em solução aquosa por duas metodologias diferentes avaliando assim o rendimento, caracterização da morfologia por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e difratometria de raio X (DRX), composição estrutural por infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR), determinação do pH potencial de carga zero e do comportamento térmico por análise termogravimétrica (TG/DSC). Para a avaliação de coagulação e floculação, o biopolímero foi avaliado em água do Rio Pato Branco por ensaios em Jar Test avaliando a eficiência da remoção de turbidez, remoção de substâncias húmicas, e aromáticas. A extração da mucilagem foi avaliada no rendimento da produção, em que a extração a 95 ºC (30 min) apresentou rendimento três vezes maior que a extração a 60 ºC (6 horas). A caracterização morfológica exibiu uma estrutura amorfa, esponjosa e com adesão de partículas menores à superfície das partículas maiores, indicando um material higroscópico que pode ser usado como coagulante, sendo semelhante a outras mucilagens pesquisadas, em aspectos de grupos funcionais e de comportamento térmico. A P. aculeata se confirmou como auxiliar no processo de coagulação/floculação em relação aos parâmetros e faixas estudadas, sendo mais eficaz em conjunto com o sulfato de alumínio. Como é uma planta de fácil cultivo, atóxica e com custo relativamente baixo para a extração do seu biopolímero é uma alternativa promissora no tratamento de água e efluentes diminuindo a utilização do sulfato de alumínio no processo de floculação/coagulação. / In the midst of the wide biodiversity of Brazilian flora, the ora-pro-nobis (Pereskia aculeata Miller) arouses special interest because of the high amount of mucilage in its leaves. Mucilage plants have been studied for some time in the flocculation / coagulation process in water treatments, with the intention of reducing or even succeeding the use of aluminum sulphate. Mucilage is a biopolymer with great gelforming, viscous solutions and stabilizing emulsion systems. The purpose of this study was to evaluate the yield of the mucilage in extraction processes, to characterize the clarified and clarified mucilage and to apply the clarified biopolymer of P. aculeata in the coagulation / flocculation process. For this, the leaves were oven dried to constant weight, the mucilage was extracted in aqueous solution by two different methodologies, evaluating the yield, characterization of the morphology by scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffractometry (XRD) (FT-IR), determination of potential zero charge pH and thermal behavior by thermogravimetric analysis (TG / DSC). For the evaluation of coagulation and flocculation, the biopolymer was evaluated in water of the Pato Branco River by tests in Jar Test evaluating the efficiency of the removal of turbidity, removal of humic and aromatic substances. The extraction of the mucilage was evaluated in the yield of the production, in which the extraction at 95 ºC (30 min) yielded a three times higher yield than the extraction at 60 ºC (6 hours). The morphological characterization showed an amorphous structure, spongy and with adhesion of smaller particles to the surface of larger particles, indicating a hygroscopic material that can be used as a coagulant, being similar to other mucilages studied, in aspects of functional groups and thermal behavior. P. aculeata was confirmed as an aid in the coagulation / flocculation process in relation to the parameters and ranges studied, being more effective in conjunction with aluminum sulphate. As it is an easy-to-grow, non-toxic plant with relatively low cost for the extraction of its biopolymer, it is a promising alternative in the treatment of water and effluents by reducing the use of aluminum sulphate in the flocculation / coagulation process.

CAPES / A indústria têxtil brasileira ocupa um importante papel na economia e se posiciona entre as 10 maiores produtoras mundiais. Seus efluentes, gerados no processo de tingimento dos tecidos, contém cargas de 15 a 50% de corantes, além de outros contaminantes. Com vistas à remediação ambiental destes efluentes, o resíduo do processamento dos fios de algodão (RA), que é coletado na própria unidade fabril, revelou-se um material atraente para a remoção de corantes após sua derivatização química com ácido monocloroacético (AMCA) ou cloreto dietilaminoetil.cloridrato (DEAE+reagente), obtendo matrizes iônicas do tipo carboximetil-RA (CM--RA) e dietilaminoetil-RA (DEAE+-RA), respectivamente. Estas matrizes foram obtidas através de delineamentos experimentais, sendo que para a CM--RA foram avaliados os fatores: a) concentração de NaOH; b) volume de isopropanol e c) quantidade de AMCA, enquanto que para a DEAE+-RA, os fatores foram: a) concentração de NaOH e b) quantidade de DEAE-reagente. Tais matrizes foram ensaiadas, respectivamente, quanto à eficiência na retenção de corantes: catiônico, C.I. Basic Blue 41 (BB 41) e aniônico, C.I. Reactive Red 239 (RR 239), em experimentos em coluna e batelada. Também foi avaliada a biodegradabilidade desses materiais utilizando enzimas celulolíticas. Para as melhores matrizes obtidas foram realizados experimentos adicionais quanto à eficiência de retenção dos corantes (concentração inicial, tempo de contato e adição de sais), a biodegradabilidade após a retenção dos corantes e o ensaio de regeneração das matrizes. Para a CM--RA, a eficiência de captação de corante catiônico foi predominantemente determinada pela concentração de álcali. A inclusão do maior volume de isopropanol resultou em incremento da eficiência, entretanto, com custo adicional não justificável. A melhor matriz obtida na ausência de isopropanol apresentou valores de retenção para os testes em coluna e batelada maior que um produto comercial do tipo carboximetilcelulose. Para o teste de biodegradabilidade, as amostras derivatizadas tiveram hidrólises próximas aos controles com adição de NaOH. Para o DEAE+-RA, a principal variável responsável pela eficiência da retenção de corantes foi a quantidade do derivatizante, sendo que nos ensaios em coluna e batelada a resposta foi semelhante ao obtido com um produto comercial DEAE-Celulose. Através do teste de biodegradabilidade observou-se que a derivatização reduziu a porcentagem de hidrólise quando comparada aos seus controles com NaOH. Para as melhores matrizes, o ensaio de concentração inicial de corantes indicou que a retenção é maior com o aumento da concentração. Quanto à adição de NaCl, houve redução da retenção de corante na matriz carboximetilada enquanto para a dietilaminoetilada a influência foi positiva acima de 50 mM. A presença de corante reduziu em 4,10 e 37,36 % a hidrólise das matrizes carboximetilada e dietilaminoetilada, respectivamente. No presente trabalho, os derivados CM--RA e DEAE+-RA se revelaram eficientes para a remoção dos corantes BB 41 e RR 239, respectivamente, podendo assim se apresentar como uma alternativa no tratamento de efluentes têxteis. / The Brazilian textile industry occupies an important role in the economy and ranks among the 10 largest world producers The effluents generated in the process of fabrics dyeing contain 15 to 50% of dyes and others contaminants. With a view to environmental remediation of these effluents, the processing of cotton yarn waste (cotton dust waste - CDW) that is collected in the plant itself, proved to be an attractive material for the removal of the residual dyes effluents after the chemical derivatization with monochloroacetic acid (MCAA) or diethylaminoethyl chloride.hydrochloride (DEAE+reagent), thus originating matrices carboxymethyl- CDW (CM--CDW) and diethylaminoethyl-CDW (DEAE+-CDW), respectively. These matrices were obtained using experimental designs, when for CM--CDW three factors were evaluated: a) concentration of NaOH; b) volume of isopropanol and c) amount of MCAA, while for DEAE+-CDW, the factors were: a) concentration of NaOH and b) amount of DEAE+reagent. These matrices were tested for their effectiveness in the retention of dyes: the cationic, C. I. Basic Blue 41 (BB 41) and the anionic, C. I. Reactive Red 239 (RR 239), both in column and batch experiments. Also, the biodegradability of these materials was tested. For the best matrices obtained, additional experiments regarding the retention efficiency of the dyes (initial concentration, contact time and addition of salts) and matrices biodegradability after the dye retention were also carried out. For the CM--CDW, the efficiency of uptake of the cationic dye was predominantly determined by the concentration of alkali. The inclusion of the higher volume of isopropanol in the pretreatment step resulted in improved efficiency, but with an additional cost not justifiable. The best matrix obtained in the absence of isopropanol showed retention values for column and batch experiments with respective efficiencies of 3.9 and 2 times higher than a commercial CM-cellulose. For the biodegradability test, the samples of experimental design showed close enzymatic hydrolysis compared with the controls with alkali. For the DEAE+-CDW, the main variable for the efficiency of dye retention is predominantly determined by the amount of DEAE+reagent. The maximum retention of the anionic dye was obtained in columns while the batch alternatve performance was close to that of a commercial DEAE-Cellulose. The biodegradability test revealed that the derivatization with DEAE+reagent reduced the percentage of hydrolysis by cellulases when compared to the controls with NaOH. The initial concentration test of dye indicated that the retention increases with increased dye concentration and contact time to reach equilibrium which was higher in the higher concentrations in both matrices. The addition of NaCl decreased the dye retention for the carboxymethylated matrix and for the diethylaminoethylizated matrix the influence was positive only after addition of 50 mM. The presence of dye in the matrices derivatized reduced the hydrolysis in 4.10 and 37.36 % for carboxymethylated and diethylaminoethylizated matrices, respectively. Therefore, the CM--CDW and DEAE+- CDW derivatives of CDW proved effective for the removal of the dyes BB 41 and RR 239, respectively, and thus both represent important alternatives in the treatment of colored textile effluents.

No Brasil a lei ambiental vigente estabelece que os efluentes não possam causar efeitos agudo ou crônico para a biota dos corpos hídricos. No presente estudo foram avaliados os efeitos toxicológicos de amostras de água superficial e sedimento integral, de três locais três locais próximos a uma estação de tratamento de esgotos domésticos, coletadas em um rio na região de Curitiba, Estado do Paraná. As amostras foram submetidas a testes de toxicidade aguda e crônica, com os invertebrados aquáticos D. magna e C. sancticaroli. Além dos testes ecotoxicológicos, foram mensurados DBO, DQO, Fósforo Total, Nitrogênio Amoniacal Total, e Coliformes termotolerantes, com as amostras de água superficial. A composição do sedimento integral foi avaliada com a Espectrometria de Fluorescência de Raios-X por Energia Dispersiva (EDXRF), para a determinação dos elementos químicos presentes nestas amostras. Os resultados das análises de DBO, DQO, Fósforo total, Nitrogênio amoniacal total, e Coliformes termotolerantes, demonstraram que possivelmente ocorreu a contaminação da água superficial por esgoto doméstico, para as amostras analisadas nas 3 campanhas. A composição dos sedimentos é compatível com os tipos de solos presentes nos respectivos locais, porém houve variação quantitativa de elementos como o silício, alumínio e ferro no decorrer das campanhas, parecendo não influenciar diretamente nos testes. Os resultados dos testes para toxicidade aguda com matriz água e sedimento não expressaram toxicidade para D. magna e C. sancticaroli. Para os testes de toxicidade crônica com água superficial, o efeito observado foi o acréscimo da reprodução em D. magna. Aspectos como letalidade e a ausência do desenvolvimento da maturidade sexual foram verificados em amostras puras, provenientes do ponto próximo da ETE em todas as campanhas, após 10 dias de teste para D. magna. As amostras de sedimento integral não promoveram letalidade nos Daphnideos, entretanto ocorreu o acréscimo da reprodução. Para C. sancticaroli, exposto ao sedimento integral, ocorreu o desenvolvimento anormal do comprimento dos organismos, emergindo em adultos até o 8o dia de teste crônico. / In Brazil the environmental law in force establishes that wastewaters can not cause acute or chronic effect to the water bodies’ biota. In the present study were evaluated the ecotoxicological effects of surface water and whole sediment samples, from three sites located nearby a wastewater treatment plant, that were collected from a river in the region of Curitiba, state of Paraná. The samples were submitted to acute and chronic toxicity tests, utilizing the aquatic invertebrates D. magna and C. sancticaroli. Besides the ecotoxicological tests, BOD, COD, Total Phosphorus, Total Nitrogen Ammonia and Thermotolerant coliforms were measured from the surface water samples. The whole sediment composition was evaluated by Energy-dispersive X- Ray Fluorescence Spectrometry (EDXRF) to determine chemical elements present in these samples. The BOD, COD, Total Phosphorus, Total Nitrogen ammonia, and Thermotolerant coliforms analysis’ results possibly demonstrated surface water contamination by domestic sewage, for the samples analyzed in 3 campaigns. The sediment composition is compatible with the kinds of soils present in the respective sites, however there were quantitative variation of chemical elements during the campaigns, such as silicon, aluminum and iron, not seeming to directly influence the tests. The test results for acute toxicity with water and sediment matrix have not expressed toxicity to D. magna and C. sancticaroli. For chronic toxicity tests with surface water, the observed effect was the reproduction increase in D. magna. Aspects such as lethality and the absence of sexual maturity development were observed in pure samples accruing from the nearest point of the WTP in all campaigns, after 10 test days for D. magna. The whole sediment samples have not promoted lethality in Daphnideos, although a reproduction increase occurred. For C. sancticaroli, exposed to the whole sediment, an abnormal length development of the organisms occurred, emerging in adults until the 8th chronic test day.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Neste trabalho foi avaliada a influência da composição do chorume na eficiência de mineralização da matéria orgânica pelo processo foto-Fenton. Primeiramente foram avaliados processos de coagulação-floculação, sendo comparado o uso de dois coagulantes (FeCl3 e Al2(SO4)3) e determinada a melhor concentração do íon em pH 3, monitorando-se a remoção da cor, turbidez e carbono orgânico dissolvido. A concentração de 240 mg L-1 de Fe3+ foi escolhida como ótima, sendo obtido 60% e 80% de remoção de cor e turbidez, respectivamente. Por outro lado, houve apenas 11% de remoção de carbono orgânico dissolvido. Assim, foi necessário o acoplamento com outro processo para mineralização da matéria orgânica. Neste contexto, o processo foto-Fenton foi aplicado isoladamente ou combinado ao processo de coagulação-floculação, visando a mineralização da matéria orgânica. A influência da concentração de Fe2+ (50, 100 e 200 mg L-1) foi avaliada durante a mineralização da matéria orgânica pelo processo foto-Fenton isolado, sendo determinada como melhor condição 100 mg L-1 de Fe2+. Posteriormente, foi avaliada a influência da composição da matriz (turbidez e cor, bem como a presença dos íons inorgânicos cloreto e sulfato) sobre a eficiência de mineralização pelo processo foto-Fenton. Foi observado que a composição não reduz a eficiência de mineralização, mas influencia significativamente o tempo de reação e consumo de H2O2. Assim, o melhor protocolo é o tratamento de coagulação-floculação (remoção de cor e turbidez) antes da aplicação do processo foto-Fenton para a mineralização da matéria orgânica, desde que a mesma eficiência de mineralização (73 ± 3%) foi obtida consumindo apenas 17% do tempo e 7% do H2O2 para o tratamento do lixiviado bruto. Além disso, foram feitos experimentos avaliando diferentes processos (UV, H2O2/UV, Fe3+/UV, Fe2+/UV, Fe3+/H2O2, Fe2+/H2O2, Fe3+/H2O2/UV, Fe2+/H2O2/UV e TiO2/UV) e fontes de radiação (lâmpada germicida - UVC e lâmpada de luz negra - UVA), ambas com potência de 8W, na degradação do antibiótico ciprofloxacino. Foi observado que a degradação de ciprofloxacino foi fortemente influenciada pela fonte de radiação e pH utilizado. Dentre os processos avaliados, a fotocatálise heterogênea (TiO2/UVA ou UVC) e o processo foto-Fenton (Fe2+/H2O2/UVA ou Fe2+/H2O2/UVC) apresentaram os melhores resultados de degradação de ciprofloxacino, uma vez que sua concentração ficou abaixo do limite de quantificação do equipamento ( 0,12 mg L-1) após 10 min de tratamento. Somado a isso, durante a degradação de ciprofloxacino pelo processo Fe3+/H2O2/UVA foram identificados por LC-QTOF-MS/MS, três produtos de transformação, sendo um deles ainda não descrito na literatura. Finalmente, foi observado que os processos Fe2+/H2O2/UVC e TiO2/UVC foram os mais eficientes em relação a atividade antibacteriana contra Escherichia coli e Staphylococcus aureus, respectivamente. / In this work the influence of the landfill leachate composition on the mineralization of the organic matter by photo-Fenton process was evaluated. Firstly, the coagulation-flocculation processes were evaluated, being compared the use of two coagulant (FeCl3 and Al2(SO4)3) and determined the better concentration of coagulant ion at pH 3, by monitoring of the removal of color, turbidity and dissolved organic carbon. The concentration of 240 mg L-1 Fe3+ was choosing as the best condition, and 60% and 80% of color and turbidity removal were reached, respectively. On the other hand, only 11% of dissolved organic carbon removal was obtained. So, is required a coupling with a second treatment aiming the mineralization. In this context, the photo-Fenton was applied as a treatment isolated or integrated to the coagulation-flocculation processes, aiming the mineralization of the organic matter. The influence of Fe2+ concentration (50, 100 and 200 mg L-1) on the efficiency of mineralization by isolated photo-Fenton process was evaluated, being determined 100 mg L-1 Fe2+ as the best condition. After, the role of the composition of sanitary landfill leachate on the mineralization by photo-Fenton process was evaluated. The composition of the matrix (turbidity and color, as well as presence of inorganic ions sulfate and chloride) does not reduce the efficiency of mineralization by photo-Fenton reactions, but influences significantly the reaction time and consumption of H2O2. Therefore, the best protocol is the pre-treatment of this effluent by coagulation-flocculation (removal of color and turbidity) before the photo-Fenton, since a similar efficiency of mineralization (73 ± 3%) was achieved using only 17% of the time and 7% of H2O2 necessary to the treatment of raw leachate treatment. In addition, experiments were carried out evaluating different processes (UV, H2O2/UV, Fe3+/UV, Fe2+/UV, Fe3+/H2O2, Fe2+/H2O2, Fe3+/H2O2/UV, Fe2+/H2O2/ UV and TiO2/UV) and different radiation sources of the same power – 8W (germicidal lamp - UVC and black light lamp - UVA), in the degradation of the antibiotic ciprofloxacin. It was observed that the ciprofloxacin degradation was strongly influenced by the radiation source and pH used. Among the processes evaluated, the heterogeneous photocatalysis (TiO2/UVA or UVC) and photo-Fenton process (Fe2 +/H2O2/UVC or Fe2 +/H2O2/UVA) showed the best results of ciprofloxacin degradation, since its concentration was below the quantification limit of equipment (0.12 mg L-1) after 10 min of treatment. Added to this, during the ciprofloxacin degradation by Fe3+/H2O2/UV were identified by LC-QTOF-MS/MS, three transformation products, one of them not yet reported in the literature. Finally, it was observed that the Fe2+/H2O2/TiO2 and TiO2/UVC were the most effective for antibacterial activity against Escherichia coli and Staphylococcus aureus, respectively. / Dissertação (Mestrado)

Orientador: José Teixeira Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola / Made available in DSpace on 2018-08-16T21:13:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Piedade_AlineRegina_D.pdf: 10351385 bytes, checksum: 593830ddbd99d3342ee3c371badce31f (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: O uso de leitos cultivados é uma alternativa no tratamento de águas residuárias, pois atuam na depuração de efluentes. Um aspecto importante deste tema está associado à complexidade ecossistêmica dos leitos. Com base neste enfoque, objetivou-se neste trabalho avaliar a dinâmica da retenção/remoção de fósforo em três sistemas de fluxo subsuperficial, com leitos cultivados por Typha sp. sob suporte de brita, o qual atuou no pós-tratamento de efluentes de esgoto doméstico de Reatores Anaeróbios Compartimentados (RAC). Para a determinação de critérios de projetos, houve o monitoramento da quantidade de água (vazão, volume, TDH e evaporação/evapotranspiração), da qualidade de água (concentração, carga e eficiência de retenção/remoção de fósforo), bem como dos levantamentos fisiológicos da vegetação e meteorológicos do local. Os leitos cultivados com a macrófita Typha sp. (leito Typha 1 e leito Typha 2) apresentaram eficiências de retenção de fósforo superiores ao leito no qual continha apenas brita (leito Brita). Em relação aos leitos cultivados com a macrófita, as vazões médias de entrada/saída foram de 55,4 e 51,2 l h-1, respectivamente, com taxa de evapotranspiração média de 8,9 mm. O TDH médio foi de 1,99 dias. As concentrações médias de fósforo de entrada/saída foram de 4,0 e 3,3 mg l-1, respectivamente. A carga média de fósforo de entrada foi de 226,3 mg h-1 e a carga média de saída foi de 175,6 mg h-1. A eficiência média de retenção de fósforo total foi de 22,4% e a eficiência média de remoção pela Typha sp. foi de 10,6%. Quanto ao desenvolvimento da vegetação, foram obtidas médias de 407 plantas e altura de 173,2 cm, sendo que cada planta tinha, em média, 11 folhas e área foliar de, aproximadamente, 0,27 m2. A vegetação apresentou massa de matéria fresca de 35,8 kg e massa de matéria seca de 6,4 kg, totalizando 17,8% de matéria seca. A concentração média de fósforo total na parte aérea das plantas foi de 2,5 g kg-1, que representou uma quantidade de 16,2 g de fósforo. Em relação às variáveis meteorológicas, notou-se grande influência do Déficit de Pressão de Vapor Saturado (DPVS) na demanda de evapotranspiração das plantas. Conclui-se que os sistemas de leitos cultivados com Typha sp. têm potencialidade de aplicação para tratamento de efluentes de esgoto doméstico / Abstract: Constructed wetlands are important alternatives for polluted water treatment because they carry the secondary treatment of effluents in the purification process. The characteristic ecosystem complexity of the wetlands is an important issue in this subject matter. Based on that consideration, the objective of this research work was established in evaluating phosphorus retention in three subsurface flow systems in constructed wetlands, using gravel medium (substrate) cultivated with macrophyte Typha sp., which acts as post-treatment domestic effluents of anaerobic baffled reactor (ABR). In order to establish criteria for projects, wetlands monitoring included flow recording, transpiration, water quantity (flow, evaporation/evapotranspiration and TDH), water quality (concentration, load and phosphorous retention efficiency) as well as surveys of physiological vegetation and meteorological site. Results indicated the constructed wetlands with the macrophyta Typha sp. (Typha be 1 and Typha 2) presented higher phosphorous retention efficiency if compared with gravel bed. Results also showed an average water input flow of 55.4 l h-1 and an output water flow of 51.2 l h-1 yielding a balance of 4.2 l h-1 which represents an average evapotranspiration rate of 8.9 mm. Average TDH was noted to be of 1.99 days. Inlet water showed an average phosphorous concentration of 4.0 mg l-1 meanwhile the outlet water presented of 3.3 mg l-1 holding a difference of 0.7 mg l-1. Average phosphorous concentration of inlet water was recorded as 226.3 mg h-1 meanwhile the average phosphorous concentration at the outlet water was of 175.6 mg h-1, holding a difference of 50.8 mg h-1. Average phosphorous total retention efficiency was of 22.4% and of 10.6% of remotion by Typha sp. Vegetation development indicated na average value of 173.2 cm measured in 407 individuals, observing that an average number of 11 leaves for each plant and a foliar area close to 0.27 m2. Total vegetation presented 35.8 kg of fresh mass and 6.4 kg of dry mass, representing 17.8% of dry matter. Average phosphorous total concentration in the aerial part was of 2.5 g kg-1 corresponding to a total value of 16.2 g. Among the metheorological variables associated to the physiological vegetative development, the variable named DPVS was noted to exhibit major influence on the plant evapotranspiration demand. It can be concluded that constructed wetlands with Typha sp. showed potential application in the wastewater treatment of domestic sewage / Doutorado / Agua e Solo / Doutor em Engenharia Agrícola

Orientadores: Ricardo de Lima Isaac, Regina Maura Bueno Franco / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-05T11:45:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tosetto_MarianadeSalles_M.pdf: 2211562 bytes, checksum: 608a86bf4dcf009813ef868c3b96d5c6 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Este trabalho consistiu na análise da eficiência do tratamento terciário do efluente da Estação de Tratamento de Esgoto (ETE) Samambaia, no município de Campinas-SP, para fins de reuso em ambiente urbano. O sistema avaliado era composto das etapas de coagulação, pré-floculação em meio granular, filtração e desinfecção com radiação ultravioleta. O estudo experimental foi realizado em escala de bancada para otimização do processo de coagulação, e em escala piloto para avaliar as etapas de pré-floculação, filtração e desinfecção. Foram investigados, como coagulantes químicos, o sulfato férrico e o sulfato de alumínio, taxas de filtração de 120 e 300 m3/m2.dia, e dose de radiação UV de, aproximadamente, 95 mWs/cm2. O efluente terciário produzido na instalação piloto não foi considerado seguro sob o aspecto de saúde pública para aplicação em reuso urbano, como irrigação de parques e jardins, limpeza urbana, lavagem de veículos, combate a incêndio, entre outros, pois não atendeu as recomendações da Organização Mundial de Saúde ¿ OMS quanto à concentração de ovos de helmintos, e apresentou cistos de Giardia spp. ainda em concentrações elevadas, embora nenhuma das recomendações encontradas na literatura contemple limites para estes últimos. Os parâmetros turbidez, DBO, sólidos em suspensão, Coliformes Totais e E. coli atenderam as metas e padrões recomendados na literatura para reuso urbano / Abstract: This work consisted of efficiency analysis of tertiary treatment of effluent from a Wastewater Treatment Plant (WWTP Samambaia) that is located at the city of Campinas (São Paulo State, Brazil), for urban reuse. The system consisted of a physico-chemical treatment composed of coagulation, granular upflow flocculation, direct downflow filtration and ultraviolet disinfection. The experimental work was carried out using bench-scale tests to optimize chemical coagulation, and in a pilot installation to evaluate the flocculation, filtration and disinfection steps. Aluminum sulfate and ferric sulfate were evaluated as coagulants. Filtration rates of 120 and 300 m/day and UV doses of 95 mWs/cm2 were applied. The tertiary effluent obtained at the pilot plant was not considered safe, under the public health point of view, for urban reuse, like gardens and parks irrigation, urban cleaning, car-washing, fire protection and others, because the helminth eggs concentration, that did not comply to World Health Organization-WHO recommendation, and the high level of Giardia spp. cysts concentration detected at the tertiary-treated effluent, although the quality requirements for urban reuse do not limit this concentration. The turbidity, BOD, suspended solids and coliforms parameters were according to literature recommendation for urban reuse / Mestrado / Saneamento e Ambiente / Mestre em Engenharia Civil

Orientadores: Bruno Coraucci Filho, Roberto Feijo de Figueiredo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-11T03:44:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tonetti_AdrianoLuiz_D.pdf: 1722600 bytes, checksum: e50780c638866b2c1f1ca142ed978993 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Nesta pesquisa estudou-se um sistema para o tratamento de esgotos de pequenas comunidades composto pela combinação de filtro anaeróbio com filtro de areia e reator de desnitrificação. Para isso foi avaliada a partida e a operação de três filtros anaeróbios com recheio de bambu operados com tempo de detenção hidráulica nominal de 9 horas, sendo o efluente gerado disposto sobre os leitos de quatro filtros de areia em distintas taxas de aplicações. No primeiro filtro de areia aplicaram-se 50 Lm-2 uma vez por dia. No segundo, terceiro e quarto filtro, esta mesma carga foi disposta em dois, três e quatro horários, espaçadas entre as 9 horas e às 16 horas, correspondendo às taxas de 100, 150 e 200 Lm2dia. Cada filtro de areia era seguido por um reator de desnitrificação em que se buscou um meio propício à remoção do nitrogênio, objetivando adequar o efluente ao lançamento em um corpo hídrico e como água de reúso. O sistema foi avaliado quanto a parâmetros físicos, químicos e biológicos. Como resultado, o efluente atendeu a legislação de Minas Gerais e São Paulo quanto a DQO e DBO e, após a correção do pH e adição de efluente anaeróbio como fonte de carbono, obteve-se uma remoção de 43,5% de N-total no reator em que se aplicou 50 Lm-2dia-1, passando a ter um grau moderado para a prática agrícola. Palavras-chave: esgoto, filtro de areia, tratamento, desnitrificação, reúso / Abstract: The main objective of this research was to study an onsite system to treat the wastewater from small villages. The system was constituted by the combination of an upflow anaerobic filter followed by a sand filter and a denitrification reactor. The start up and the operation of three upflow anaerobic filters filled with bamboo rings were evaluated. These filters were operated with hydraulic detention time of 9 hours. The produced effluent was disposed over four sand filters in different frequencies of application. On the first sand filter, 50 Lm-2 were applied once a day. On the second, the third and the fourth filters, the same load was disposed in twice, three and four times a day, distributed between 9 am and 4 pm. Each sand filter was followed by a denitrification reactor aiming at the removal of total nitrogen, thus making appropriate the effluent for discharge or water reuse. Weekly, the system was evaluated by analyses including physical, chemical and biological parameters. As a result, the effluent was suitable for the COD and BOD legislation and, after the pH correction and the addition of external carbon source, a removal of 43,5% from total-N was reached in the reactor which received a load of 50 Lm-2dia-1, consequently the effluent was ready to be used within a slight to moderate degree of restriction. Keywords: wastewater, sand filter, treatment, denitrification, reuse / Doutorado / Saneamento e Ambiente / Doutor em Engenharia Civil