Técnicas eletroquímicas como a eletrodiálise tem sido largamente usadas no tratamento de diversos tipos de efluentes, principalmente nos que contém metais pesados. Esta técnica apresenta, como principal vantagem, a possibilidade do reúso do efluente tratado no processo. Entretanto, altas concentrações de matéria orgânica no efluente interferem no tratamento, prejudicando o uso de membranas. Efluentes com esta característica precisam ser previamente tratados. Entre os diferentes processos de oxidação da matéria orgânica, o processo de fotoeletrooxidação pode ser utilizado. Neste processo a matéria orgânica é degradada com uso de radiação ultravioleta sobre o ânodo de uma célula eletroquímica. Este trabalho de pesquisa tem por objetivo desenvolver a metodologia necessária para aplicação, como uma fase de polimento do efluente, da técnica de fotoeletrooxidação (FEO) no tratamento de efluentes do setor couro-calçadista, atualmente tratados por métodos convencionais, permitindo assim a reciclagem e reaproveitamento da água no processo produtivo. O efluente, após ter sido tratado pelo método convencional, passa primeiramente pelo tratamento por fotoeletrooxidação e após é conduzido para o processo de eletrodiálise. A fotoeletrooxidação foi utilizada como pré-tratamento para o processo de eletrodiálise para reduzir o DQO do efluente. Com os resultados obtidos neste trabalho foi possível verificar que o processo é eficiente para efluentes de curtume. / Electrochemistry techniques as electrodialysis have been largely used in the treatment of many kinds of effluents, mainly wastewater containing heavy metals. This technique has, as main advantage, the possibility of wastewater treatment with the reuse of water in the process. However, high amount of organic matter interferes in the treatment, damaging the used membranes. Effluents with this characteristic should be previously treated. Among different processes for organic matter oxidation, the photoelectrooxidation could be mentioned. In this process the organic matter is degraded by ultraviolet radiation on the anode of an electrochemistry cell. The goal of this research is to develop the use of the photoelectrooxidaction technique in the effluent treatment process of the leather industry, what can make possible the water reuse in the process. The effluent, that had been already treated by a conventional process, was firstly treated by photoelectrooxidation and conducted to the electrodialysis process. Photoelectrooxidation was then used as a pre-treatment to the electrodialysis process in order to reduce COD (chemical oxygen demand) of a tanning effluent. With the results obtained here it was possible to say that the treatment is efficient to tannery effluents.

Submitted by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2013-12-13T14:45:12Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Final Gestão das Perdas de Água e Energia.pdf: 31482708 bytes, checksum: 5ac99a6b2dade44f4f185954824a954b (MD5) / Approved for entry into archive by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2013-12-13T14:45:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação Final Gestão das Perdas de Água e Energia.pdf: 31482708 bytes, checksum: 5ac99a6b2dade44f4f185954824a954b (MD5) / Made available in DSpace on 2013-12-13T14:45:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação Final Gestão das Perdas de Água e Energia.pdf: 31482708 bytes, checksum: 5ac99a6b2dade44f4f185954824a954b (MD5) / No Brasil, apesar das experiências de diversos programas e projetos para o controle das perdas de água e de eficiência energética, os prestadores de serviços públicos de abastecimento de água e de esgotamento sanitário ainda apresentam números elevados em relação aos padrões internacionais de países desenvolvidos. A Embasa como um dos principais prestadores de serviços públicos do País, também apresenta essa dura realidade, principalmente considerando os seus grandes centros urbanos, e, em especial, Salvador, a capital do estado. A presente pesquisa objetivou analisar os fatores técnicos, operacionais, administrativos e gerenciais que têm influenciado na efetividade da gestão das perdas de água e energia em sistemas de abastecimento operados pela Embasa na RMS. A investigação foi guiada por um marco conceitual de referência que possibilitou a identificação de seis categorias analíticas, a saber: fatores técnicos, operacionais, administrativos, gerenciais,ambientais e sociais. Para cada categoria foram identificadas variáveis capazes de auxiliar no estudo dos fenômenos da gestão eficiente da água e energia. Para o desenvolvimento da presente pesquisa foram utilizadas técnicas de investigação tanto qualitativas como quantitativas, valendo-se das possibilidades da triangulação de informações e dados que esse procedimento possibilita. A análise documental dos programas de controle de perdas de água e eficiência energética já implementados pela Embasa na RMS permitiu entender as ações planejadas ao longo do tempo e seus reflexos na gestão das perdas. Foram avaliados durante o período de 1996-2011 todos os programas e projetos para controle das perdas de água desenvolvidos para a Região Metropolitana de Salvador e, também, o programa de eficientização energética da Estação Elevatória Teodoro Sampaio/R1 Duna. Foi avaliado o planejamento estratégico da Embasa e verificado os objetivos, metas, indicadores e iniciativas estratégicas de curto, médio e longo prazos que levem a redução gradativa e contínua das perdas de água e eficiência energética. A avaliação dos dados secundários permitiu verificar os indicadores relacionados às perdas de água extraídos do sistema de informação da Embasa (COPAE), possibilitando verificar se os programas e projetos produziram resultados para o controle das perdas de água na Embasa/RMS, mais especificamente, para o SIAA de Salvador, Simões Filho e Lauro de Freitas. Quanto aos indicadores de eficiência energética foi avaliado o Programa Teodoro Sampaio/R1 Duna, analisando o indicador relacionado à capacidade específica (kWh/m3) antes e depois da implementação do mesmo. Foram avaliados os dados primários obtidos por meio dos questionários aplicados ao corpo funcional que permitiram verificar a percepção desse grupo estudado sobre o desempenho dos programas, projetos e ações implementados, sobre suas dificuldades e os possíveis ganhos alcançados. Os resultados evidenciaram que se faz necessária uma atuação da Alta Direção da Embasa, não apenas com o intuito do estabelecimento e cobrança de metas, mas também na promoção de capacitação, disponibilidade de recursos e planejamento das ações, visando desenvolver um corpo técnico específico e preparado tecnicamente para a atuação na área das perdas de água e eficiência energética, e, ainda para coordenar e disseminar as ações no seio da Empresa. Um dos desafios para os gestores que atuam no controle de perdas de água e eficiência energética é a necessidade de conhecer as tecnologias e metodologias existentes, com suas respectivas potencialidades e limitações, permitindo adequar e utilizar todos os recursos disponíveis de maneira a atingir seus objetivos e metas, visando construir uma cultura efetiva por meio de medidas continuadas para a Embasa. Como consequência desse planejamento pode-se obter resultados adequados a curto, médio e longo prazos proporcionando uma maior eficiência e eficácia da gestão dos sistemas de abastecimento de água, buscando garantir sua sustentabilidade,tendo em vista a universalização dos serviços.

Karina Santos Garcia - Co-orientadora / Submitted by Hora Fontes Nadja Maria (pospetro@ufba.br) on 2012-11-12T18:29:40Z No. of bitstreams: 1 DISSERTA_P BEZERRA.pdf: 4642516 bytes, checksum: 80a02cde7041f02a85b3b3204fffda61 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-11-12T18:29:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTA_P BEZERRA.pdf: 4642516 bytes, checksum: 80a02cde7041f02a85b3b3204fffda61 (MD5) Previous issue date: 2011-04-13 / Capes; Fapesb / Com o objetivo de se determinar os compostos voláteis BTEX em águas subterrâneas de postos de gasolina, foi implantado o método de determinação de compostos voláteis por purge and trap e espectrometria de cromatografia de massa (GC-MS), EPA 8260C e 5030C. A validação do método foi realizada através do estudo de seletividade, linearidade, sensibilidade, exatidão, precisão, limite de detecção (LD), limite de quantificação (LQ) e robustez. A curva de calibração varia de 2 a 200 μg.L -1 , com valores de recuperação dentro de um intervalo 70 a 120%, com precisão de 20%. Para se investigar a contaminação do aquífero da bacia do Rio Lucaia, Salvador, Bahia, por compostos derivados de petróleo devido a vazamentos de tanques combustíveis, foi determinada em amostras de águas subterrâneas, as concentrações de benzeno, tolueno, etilbenzeno e xilenos (BTEX), sulfato nitrato e ferro (II). A concentração de BTEX variou de 0,2-185,7 µg/L nas águas subterrâneas e as concentrações de sulfato, nitrato e ferro (II) foram correlacionados com os níveis de BTEX e sua degradação natural. Apenas em dois pontos foram observados os níveis de BTEX muito acima do permitido pelo CONAMA, as outras foram abaixo do LD ou não foram detectadas. Uma segunda coleta foi realizada, verificando-se a redução do teor de BTEX nos pontos amostrais da Bacia do rio Lucaia em até 82%. Os valores de nitrato, sulfato e ferro (II) foram relacionados nas duas campanhas observando-se a provável degradação natural dos compostos tendo como aceptores preferenciais o nitrato e o ferro (III), bem como a não dispersão da contaminação em níveis críticos para a população. O trabalho apresentado faz parte do projeto “Contaminação de Águas Subterrâneas por Derivados de Petróleo e Etanol oriundos de Postos de Distribuição na Região Metropolitana de Salvador: Subsídios para a Remediação Ambiental.” Aprovado no Edital 05/2007 pelo termo de outorga FAPESB – UFBA nº 8657 sobre os auspício do Núcleo de Estudos Ambientais do Instituto de Geociências da Universidade Federal da Bahia. / Salvador

Resumo: O presente trabalho teve por finalidade preparar, pelo método sol-gel, biocidas inorgânicos (catalisadores) a base óxido de titânio (ou titânia, Ti'O IND. 2'), modificados ou não prata e/ou óxido de silício (ou sílica, Si'O IND. 2'), na forma de pó, para a desinfecção de águas. Os materiais preparados foram testados para inativação das bactérias padrões ATCC, Escherichia coli e Pseudomonas aeruginosa, em reatores utilizados em fotocatálise heterogênea. Em baixas temperaturas de calcinação (250ºC e 450ºC), os catalisadores são monofásicos (titânia na fase anatásio, An), independentes das modificações (adição de prata e/ou sílica). Por outro lado, a cristalinidade das amostras diminui enquanto a área superficial aumenta com o aumento da quantidade dos modificadores. Quando a temperatura de tratamento é de 900ºC, as amostras estruturam-se sob forma de titânia rutilo (Rt), sendo que na presença de prata, ela é segregada. Quando as amostras de Ti'O IND. 2' são modificadas por sílica, a transição para a fase rutilo é dificultada e a titânia permanece estruturada sob forma de anatásio. Com a adição de prata à mistura titânia-sílica, somente 10% permanece na forma de anatásio e 90% sofre a transição para rutilo. Os resultados de FTIR confirmam que a adição de modificadores não introduz mudanças significativas aos grupos superficiais. A presença do silício e prata no material não alterou as posições das bandas de titânia An (não há indícios de formação de solução sólida), sendo que uma banda adicional associada aos grupo Si-O para as amostras contendo este modificador foi observada. Os testes bactericidas, feitos sob irradiação (365 nm) e no escuro, mostraram que Ti'O IND. 2' modificado com a prata acelera a inativação das bactérias e é ativo mesmo na ausência de luz. Não se observa uma influência clara da temperatura... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This study aimed to prepare inorganic biocides on Ti'O IND. 2', modified or not by silver and/or Si'O IND. 2' (powder), by the sol-gel method, to be used for treatment of contaminated water. The ability to inactivate bacteria (ATCC standard) as Escherichia coli and Pseudomonas aeruginosa was tested in a reactor used in hterogeneous photocatalysis. The samples are structured as single phase (anatase titania, An) at low temperatures of calcination (250ºC and 450ºC) even in the presence of silver and/or silica. Their crystallinity decreases with increasing amount of modifiers while the surface area increases. The sample, without modifiers, is structured as the rutile titania (Rt) when treated at 900ºC and, in the presence of silver, this metal segregates. When the samples are modified by silica, the transition to rutile is suppressed and titania remains as anatase. Adding silver to titania-silica mixture, 90% of titania transforms to rutile but 10% still remain as anatase. The FTIR results confirm that the addition of modifiers does not introduce significant change in the surface groups. The presence of silicon and silver in the material does not change the positions of the An titania bands, exhibiting an additional band attributed to the Si-O group. The bactericidal tests, carried out under irradiation (365 nm) and in the dark, showed that Ti'O IND. 2' modified with silver accelerates the inactivation of bacteria and that it is active even in the absence of light. The influence of the calcination temperature (crystallographic structure of the support and active phase) on the bactericidal activity is not clear, since samples based on rutile support also exhibit good activity. Anyway, temperature between 250 and 900ºC are required to optimize the activity. The silica decreases the activity although the textural properties (surface area, porosity) are those that favor the activity. / Orientador: Ariovaldo de Oliveira Florentino / Coorientador: Margarida Juri Saeki / Banca: José Alberto Giacometti / Banca: Ary Fernandes Junior / Banca: Aguinaldo Robinson de Souza. / Banca: Valter Ussui / Banca: Lina Casale Aragon Alegro / O Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi da Unesp / Doutor

Esta Tese apresenta uma análise do comportamento térmico de um sistema de aquecimento de água combinando energia solar e gás como fontes energéticas. A ênfase desta análise está na influência que a forma de conexão dos coletores solares e do circuito da fonte auxiliar de energia ao reservatório exercem sobre a eficiência e o custo de operação do sistema. O trabalho engloba uma montagem experimental, caracterização de componentes, validação experimental de um programa de simulação, análises de eficiência utilizando o programa e análises econômicas com dados simulados. Na fase experimental desta Tese, foram montados três sistemas de aquecimento de água. Dois sistemas utilizando reservatórios verticais e um sistema utilizando reservatório horizontal. Os sistemas foram montados com componentes similares: reservatórios metálicos isolados termicamente com capacidade de 600 litros (verticais), reservatório de polietileno isolado termicamente com capacidade de 600 litros (horizontal), 2 coletores solares de placas planas, tubulação de cobre e aquecedores a gás de passagem de 7,5 l /min. Os componentes foram caracterizados mediante a curva de eficiência dos coletores solares, eficiência dos aquecedores a gás de passagem e o coeficiente de perdas térmicas dos reservatórios Sensores foram instalados para monitorar os sistemas em operação. Os sinais dos sensores foram medidos através de uma central de aquisição de dados conectado a um computador. Temperaturas, irradiância solar, consumo de gás e consumo de água foram registrados ao longo do tempo. Os resultados experimentais foram comparados com resultados calculados por meio de um programa desenvolvido no Laboratório de Energia Solar apresentando boa concordância. Utilizando o mesmo programa determinou-se a configuração do sistema de aquecimento de água com energia solar e gás mais eficiente para a cidade de Porto Alegre com um determinado perfil de consumo. Outros tipos de sistemas de aquecimento de água foram simulados para atender o mesmo perfil de demanda. Análises econômicas comparando estes sistemas entre si foram realizadas considerando diversos cenários econômicos.

A energia solar esta sendo cada vez mais utilizada para o aquecimento de água, tanto para o uso industrial, comercial e residencial, apresentando, esta última, um crescimento muito expressivo nos últimos anos, devido às ações de marketing de algumas empresas do setor. Para manter a temperatura da água do reservatório nas condições estabelecidas para o uso é necessário à utilização de uma fonte de energia auxiliar. As duas fontes de energia auxiliar mais empregadas nos sistemas de aquecimento de água por energia solar são a eletricidade e o gás. A escolha do gás como fonte auxiliar de energia, apesar de apresentar um investimento inicial superior ao da energia elétrica, representa um menor custo operacional em longo prazo. Na presente dissertação foram realizadas simulações computacionais para a cidade de Porto Alegre - RS, através do aplicativo TERMOSIM, com a finalidade de analisar o comportamento energético de um sistema de aquecimento de água por energia solar, por circulação natural (termossifão), utilizando como fonte de energia auxiliar o gás. Esta análise foi desenvolvida com a variação de parâmetros construtivos, de parâmetros de utilização e dos parâmetros de qualidade dos materiais e, ainda, com a caracterização dos componentes da instalação. Para a execução do trabalho foram realizadas 3456 simulações. Considerando os resultados obtidos foram elaboradas tabelas e gráficos, por meio dos quais verificou-se a influência do número de coletores, do volume do reservatório, da altura do termostato, da razão de aspecto do reservatório, do consumo de água quente e da qualidade dos coletores sobre a eficiência do sistema. O aplicativo demonstrou coerência nos resultados gerados, motivo pelo qual foi possível identificar, por meio da análise dos mesmos, quais os parâmetros que exercem maior influência no desempenho do sistema de aquecimento de água. Combinando os resultados, foi desenvolvida uma equação para estimar a eficiência média mensal do sistema.

Técnicas eletroquímicas como a eletrodiálise tem sido largamente usadas no tratamento de diversos tipos de efluentes, principalmente nos que contém metais pesados. Esta técnica apresenta, como principal vantagem, a possibilidade do reúso do efluente tratado no processo. Entretanto, altas concentrações de matéria orgânica no efluente interferem no tratamento, prejudicando o uso de membranas. Efluentes com esta característica precisam ser previamente tratados. Entre os diferentes processos de oxidação da matéria orgânica, o processo de fotoeletrooxidação pode ser utilizado. Neste processo a matéria orgânica é degradada com uso de radiação ultravioleta sobre o ânodo de uma célula eletroquímica. Este trabalho de pesquisa tem por objetivo desenvolver a metodologia necessária para aplicação, como uma fase de polimento do efluente, da técnica de fotoeletrooxidação (FEO) no tratamento de efluentes do setor couro-calçadista, atualmente tratados por métodos convencionais, permitindo assim a reciclagem e reaproveitamento da água no processo produtivo. O efluente, após ter sido tratado pelo método convencional, passa primeiramente pelo tratamento por fotoeletrooxidação e após é conduzido para o processo de eletrodiálise. A fotoeletrooxidação foi utilizada como pré-tratamento para o processo de eletrodiálise para reduzir o DQO do efluente. Com os resultados obtidos neste trabalho foi possível verificar que o processo é eficiente para efluentes de curtume. / Electrochemistry techniques as electrodialysis have been largely used in the treatment of many kinds of effluents, mainly wastewater containing heavy metals. This technique has, as main advantage, the possibility of wastewater treatment with the reuse of water in the process. However, high amount of organic matter interferes in the treatment, damaging the used membranes. Effluents with this characteristic should be previously treated. Among different processes for organic matter oxidation, the photoelectrooxidation could be mentioned. In this process the organic matter is degraded by ultraviolet radiation on the anode of an electrochemistry cell. The goal of this research is to develop the use of the photoelectrooxidaction technique in the effluent treatment process of the leather industry, what can make possible the water reuse in the process. The effluent, that had been already treated by a conventional process, was firstly treated by photoelectrooxidation and conducted to the electrodialysis process. Photoelectrooxidation was then used as a pre-treatment to the electrodialysis process in order to reduce COD (chemical oxygen demand) of a tanning effluent. With the results obtained here it was possible to say that the treatment is efficient to tannery effluents.

A presente tese de doutorado apresenta estudos básicos de concepção, avaliação de parâmetros hidrodinâmicos e de transporte e desenvolvimento do Reator Gerador de Flocos (RGF) como etapa auxiliar ao tratamento primário de águas e efluentes (incluído o reúso/reaproveitamento de águas). Foram desenvolvidos estudos básicos avaliando-se as condições hidrodinâmicas de formação de flocos de Fe(OH)3 no RGF e comparados com um sistema de mistura completa, através da determinação dos seguintes parâmetros: gradiente de velocidade (G), número de Camp (G.t), número de Reynolds (Re), número de Dean (De), número de Germano (Gn) e do número de microescala de comprimento de Kolmogoroff (ηK). Foram feitas aplicações do RGF na desestabilização de emulsões oleosas, tratamento de águas para o abastecimento público, tratamento de águas oriundas do processo de lavagem de veículos e da indústria da mineração. Para o mesmo número de Camp (G.t) aplicado no RGF (fluxo pistão) e no sistema de agitação mecânica foi verificado que os flocos de Fe(OH)3 formados no reator de agregação apresentaram maiores taxas de sedimentação (20 mh-¹), enquanto que para o sistema mecânico, a velocidade de sedimentação foi da ordem de 5 mh-¹. Ainda, foi investigado o desempenho de floculação de acordo com o tipo e concentração de partículas (Fe(OH)3 e partículas de carvão como modelos de suspensão), tipo e concentração de polímero floculante. Os resultados mostraram que a eficiência de floculação é largamente dependente das características das partículas (porosidade, conteúdo de água, por exemplo) e do sistema de floculação hidráulica. Foram estudadas alternativas de aplicação do RGF como floculador de sólidos particulados (RGF-S, Reator Gerador de Flocos-Serpentinado), com um regime turbulento; floculador de sistemas coloidais (RGF, sem S) e como flotador (RGF-F, na geração de flocos aerados), com a injeção de microbolhas no reator. Análises de microtomografia computadorizada por Raios-X mostraram que os flocos não aerados de Fe(OH)3 apresentam maior porosidade e uma estrutura “esponjosa” (81% de água), densidade de 1,109 gcm-³ e um tamanho maior em relação aos flocos de carvão (mais compactos e com um conteúdo de água de 63%), densidade de 2,899 gcm-³, sendo mais resistentes que os flocos de Fe(OH)3. No caso dos flocos aerados, o ar aprisionado reduz a quantidade de água dos flocos e diminui a densidade dos mesmos para 0,7-0,9 gcm-3 (em função do tamanho dos flocos e do tamanho das bolhas). Ainda, quanto à configuração do reator, foi avaliado o efeito da curvatura e da torção no fluxo hidráulico do RGF através da eficiência de formação dos flocos e do tamanho dos mesmos. Os resultados mostraram que o passo entre os anéis do reator e as condições hidrodinâmicas apresentam grande influência na formação dos flocos, e quando o passo é nulo, há uma melhor eficiência de formação dos flocos. Os resultados mostraram ainda, que a energia cinética turbulenta aumenta devido à curvatura quando o parâmetro de torção é mantido constante (passo nulo), melhorando a eficiência de formação de flocos. Nos estudos de aplicação do Reator Gerador de Flocos (RGF), visando a desestabilização de uma emulsão oleosa, foi verificado que o RGF apresentou elevada eficiência de remoção de óleo (> 90% de remoção de óleo em todos os casos). A aplicação do RGF associado ao FADAT (Flotador por ar dissolvido de alta taxa) no tratamento de águas (ETA convencional) permitiu alcançar resultados de qualidade da água tratada, em termos de redução de turbidez e cor, semelhante ao processo por agregação-sedimentação da mesma ETA. Entretanto, os resultados apresentados mostraram que é possível aumentar a taxa de aplicação de 3,5 (processo convencional) para 10 m3m-2h-¹ com o uso do RGF-FADAT. Os estudos de tratamento da água de lavagem de veículos mostraram que em todas as taxas de aplicações estudadas ocorreu significativa redução de turbidez (> 95%), cor (> 80%) e sólidos suspensos (> 95%), nas melhores condições estudadas, inclusive um aumento da tensão superficial, possibilitando o reaproveitamento ou reúso dessa água. Os resultados da aplicação do RGF no tratamento de águas ácidas oriundas de uma mina extinta de carvão mostraram que, nas distintas condições operacionais, houve remoção de íons sulfato e íons Fe, Al e Mn. A aplicação do RGF-FADAT no tratamento de águas ácidas da mina extinta apresentou grande potencial de reúso/reaproveitamento dessas águas. Os estudos básicos e aplicados desenvolvidos neste trabalho permitiram prever um elevado potencial de aplicação do RGF como um sistema contator-floculador-flotador na remoção de sistemas particulados, principalmente por apresentar as seguintes vantagens: i) um baixo tempo de residência, ii) ausência de partes móveis (agitadores), iii) pequena área ocupada, iv) mistura do tipo pistão (ideal para a agregação de suspensões ou dispersões), v) ausência de curto-circuitos ou zonas mortas, vi) crescimento uniforme dos agregados, vii) elevada cinética na geração dos flocos e viii) possibilidade de geração de flocos aerados (flotador). Os distintos resultados obtidos caracterizam esse reator como uma alternativa tecnicamente viável para o tratamento e reúso/reciclo de águas e efluentes, por apresentar elevada eficiência na agregação e separação sólido-líquido da matéria em suspensão. / The present work deals with basic studies of design, evaluation of hydrodynamic and transport parameters and set up of the Flocs Generator Reactor (FGR) as an ancillary step in the primary treatment of waters and effluents (including the reuse/recycle of these waters). Basic studies were evaluated including the main hydrodynamic parameters for the Fe(OH)3 flocs formation in the FGR and compared with a complete mixture system, using the following parameters: velocity gradient (G), Camp number (G.t), Reynolds number (Re), Dean number (De), Germano number (Ge), and the Kolmogoroff microscale number of turbulence (ηK). Applications of the FGR were carried out for the destabilization of oily emulsions, potable water treatment, treatment of waters from the vehicle washing and in the mining industry. For the same Camp number (G.t) applied in the FGR (plug flow) and in a mechanical agitation system it was verified that the Fe(OH)3 flocs generated in the reactor presented higher settling rates (20 mh-¹), meanwhile for the mechanical system, the settling rates were about 5 mh-1. Yet, it was investigated the flocculation performance according to the type and concentration of particles (Fe(OH)3 and coal particles as suspension models), type and flocculant polymer dosage. Results showed that the flocculation efficiency is largely dependent on the particle characteristics (porosity, water contents, i. e.) and on the hydraulic flocculation system. Alternative applications of the FGR as a flocculator of particulate solids (FGR-S, Flocs Generator Reactor-Serpentine), with a turbulent flow; flocculator of colloidal systems (FGR, without S) and as a flotator (FGR-F, for the aerated flocs generation), with microbubbles injection in the reactor. Computer microtomographic by X-Ray analyses showed that the non aerated Fe(OH)3 flocs presented a high porosity, a “spongy” structure (81% of water), 1.109 gcm-³ density and a bigger size in relation to the coal flocs (more compact and with 63% of water content), 2.899 gcm-3 density, yelding to more resistant flocs than the Fe(OH)3 flocs. In the case of the aerated flocs, the entrapped air reduces the water content and the density of the flocs to 0.7-0.9 gcm-³ (as a function of the flocs size and bubbles size). The reactor configuration was evaluated by means of curvature and torsion of the hydraulic flow in the FGR through the flocs formation efficiency and size. Results showed the the pitch among the rings or the reactor and the hydrodynamic conditions present a great influence on the flocs formation, and when the pitch is absent, there is a better flocs formation efficiency. Results showed yet, that the turbulent kinetic energy increases due the curvature when the parameter torsion is kept constant (no pitch), improving the flocs generation efficiency. In the studies of application of the Flocs Generator Reactor (FGR) for the oily emulsion destabilization, it was verified that the FGR presented a high efficiency of oil removal (> 90% of oil removal in all the cases). The FGR applicacation associated to a DAFHR (Dissolved air flotator of high rate) for the treatment of potable waters (conventional process) allowed to reach good results of the water quality, in terms of turbidity and colour reduction, similarly to the aggregation-sedimentation process used in the plant treatment. However, results showed that it is possible to increase the application rate of 3.5 (conventional process) to 10 m3m-2h-1 with the FGR-DAFHR system. The studies of the vehicle washing water treatment showed that in all the conditions applied it was possible to reduce the turbidity (> 95%), colour (> 80%) and suspended solids (> 95 %), in the best conditions evaluated, including an increase in the surface tension, allowing the recycle or the reuse of this water. Results of the application of the FGR in the acid waters of an extinct coal mine showed that, in the distinct operational conditions, there were removal of sulphate, Fe, Al and Mn ions. The FGR-DAFHR application for the treatment of acid waters of an old mine showed a great potential for the reuse/recycle of these waters. Basic and applied studies carried out in this work allowed to predict the high potential of the FGR application as a contactor-flocculator-flotator system for the removal of particulate systems, mainly for the following advantages: i) low residence time, ii) absence of mobile parts (agitators), iii) low foot print área, iv) plug flow mixture (ideal to promote the aggregation of suspensions or dispersions), v) absence of short-circuits or dead zones, vi) uniform growth of the flocs, vii) high kinetic of flocs generation and viii) possibility of aerated flocs generation (flotator). The distinct results obtained characterize this reactor as a technical alternative for the treatment and reuse/recycle of waters and effluents, due the high efficiency in the aggregation ans solid-liquid separation of the suspended matter.

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma metodologia para a avaliação de critérios de outorga do uso da água na bacia do rio Santa Maria. A escolha da bacia do rio Santa Maria se deve ao fato da existência de conflitos pelo uso da água, principalmente durante o verão, quando surge a demanda de água para o cultivo do arroz. A carência de dados hidrológicos, a existência de um grande número de pequenos reservatórios e a sazonalidade das demandas fazem da bacia do rio Santa Maria um caso interessante de ser estudado. É comentado o processo de evolução da outorga através das legislações, a situação atual em que se encontra a implementação deste instrumento, quais as tendências e fica estabelecida uma forma de comparação de diferentes critérios. A análise é feita de forma sistêmica (admitindo a bacia hidrográfica como unidade de planejamento) com o uso de modelos matemáticos de avaliação e gestão, particularmente modelos de simulação hidrológica, em conjunto com dados experimentais sobre o efeito de água no rendimento das culturas. A avaliação de diversos valores de outorga levando em consideração bases econômicas como custos de plantio, preços de mercado dos produtos e recorrência das falhas de atendimento associada à probabilidade de ocorrência de rendimentos líquidos não negativos revela um modelo de utilização otimizado dos recursos hídricos superficiais da bacia.

A tendência de aumento do custo da água e o grande custo do tratamento dos efluentes devido às novas restrições de descarte no meio ambiente, têm induzido a necessidade de minimização do consumo de água nas indústrias e favorecido o desenvolvimento de novas metodologias para a otimização desse recurso natural. A atividade industrial de curtimento de couro é apontada como uma das responsáveis pela poluição do meio ambiente, principalmente de corpos hídricos. Nos curtumes, as fases de preparação para o curtimento e condicionamento e de transporte de substâncias curtentes e fixação, são realizadas em meio aquoso. Os processos são alimentados com correntes novas de águas, mesmo para banhos de lavagens, pois a água é usada como meio de transporte dos produtos químicos e de remoção de substâncias indesejáveis da pele no processamento da pele. Conseqüentemente, geram uma grande quantidade de efluentes líquidos que devem ser tratados, pois estes têm altas concentrações de contaminantes. A tecnologia do reúso busca uma solução para a utilização mínima de água em um processo produtivo e a máxima proteção ambiental como o menor custo possível. Esse trabalho tem como objetivo a minimização do consumo de água em curtumes buscando o reúso de água em algumas etapas do processamento de peles, ainda não praticadas pela indústria. Nesse estudo foram avaliadas as demandas de água de três curtumes, e foi escolhido um curtume para estudo de caso do reúso. Para testar as possibilidades de reúso foram estudados alguns parâmetros de contaminantes das águas residuais de processo em escala industrial. Em testes em escala piloto com meias peles, verificou-se ser possível o reúso dos banhos da primeira lavagem de purga, segunda lavagem de purga e lavagem da pré-desencalagem. Para os testes em escala industrial, foi escolhido um curtume. Em testes em escala industrial, realizados no curtume, testouse o reúso de uma mistura das lavagens de purga na desencalagem/purga e na prédesencalagem. Os parâmetros analisados nos banhos residuais do processo com reúso não apresentaram diferenças significativas quando comparados com aos processos convencionais, demonstrando a viabilidade de utilização do reúso na indústria do couro. Os couros obtidos nesses testes atenderam as especificações do curtume, não tendo ocorrido prejuízo de qualidade no wet-blue que foi obtido com reúso. Otrabalho demonstra que tecnologias do reúso de água podem ser empregadas de forma simples e eficaz e representam um avanço de conhecimento para a gestão do uso de águas em curtumes. / The tendency to the raising of water costs and the high costs of effluent's treatment due to the new restrictions of discarding on the environmental have tempted to the necessity of minimization of water consumption by the industries and have promote even more the development of knew methodologies to provide the optimization of these resources. The industrial activity of leather tanning is pointed as one of the responsibles for the pollution of the environment, mainly the pollution of hidrics bodies. In the tanneries, the phase of preparation for the tanning and conditioning and the phase of substance transportation and setting, are all carried out in watery surrounding. Each process receives more fresh water, even for cleaning bath because the water is used as a vehicle for chemical products during the processing of the skin. As a result of it, a huge amount of liquid effluents is provided, which shall be treated due to its high concentration of contaminants. The reuse technology pursuits a solution to reduce the consumption of water during productive process and to increase the enviromental protection with lower costs. The objetctive of the present study is provide the minimization of water consumption by the tanneries applying the reuse of water in some stages of the processing of skins. Alternatives for water reuse were evaluated through the analysis of the process's wastewater to estimate the concentration of some contaminant parameter. The parameters analyzed in the procedure's wastewater with reuse practice did not present any considerable difference when compared with the conventional process, evidencing that the reuse practice in leather industry is viable. The leather resulting of these tests attends to the specifications of the tannery, no modification in the quality of the wet-blue provided with the reuse technique was observed. In tests in scale pilot with half skins, it was verified the possibility of reuse the first and second bating washing and deliming/bat effluents. For the tests in industrial scale, a tannery was chosen. In tests in industrial scale, it was tested reuse in the pre-deliming and deliming stages, using 100% of the effluent from bating washing. This study is of great importance to the environmental and to tannery industry, because the reuse technology aims at a solution to water minimization that results in the maximum environmental protection and cost reduction.