Using AOP to model non-modular concerns in CBSE ensures better modularity and reusability of components. In this thesis, we provide a model independent approach for modeling aspects in component models. In the approach we model aspects as wrappers on views of component systems. A view describes an adequate component system configuration where all the components of interest of an aspect are encapsulated in the same composite.For declarative definition of views, we provide a declarative language VIL. We illustrate how views are implemented in component models(e.g., Fractal). We provide a formal framework for aspect interferences analysis. In the framework component systems and aspects are modeled as automata and Uppaal model checker is used for the detection of aspect interferences. For interferences resolution, we provide a set of composition operators as templates to be instantiated for any two arbitrary aspects. Our approach is illustrated with an airport wireless access example.

FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / O descarte de efluentes tÃxteis em Ãguas superficiais representa um sÃrio problema ambiental e de saÃde pÃblica devido, principalmente, à presenÃa de corantes na sua composiÃÃo, muitos dos quais sÃo potencialmente tÃxicos e carcinogÃnicos. A remoÃÃo de cor e a mineralizaÃÃo de seus subprodutos à uma das maiores dificuldades enfrentadas pelas estaÃÃes de tratamento de efluentes das indÃstrias desse segmento. Nesta pesquisa, buscou-se avaliar o tratamento de efluentes tÃxteis em sistemas anaerÃbios de um e dois estÃgios, estudar opÃÃes de pÃs-tratamento por processos biolÃgicos aerÃbios e de oxidaÃÃo avanÃada, e utilizar testes de ecotoxicidade no estudo dos diversos efluentes produzidos. Foram realizados experimentos com sistemas anaerÃbios de um (R1) e dois estÃgios (R2) tratando esgotos tÃxteis real e sintÃticos. Nestes experimentos, foram avaliados o efeito da concentraÃÃo do corante, concentraÃÃo do doador de elÃtrons externo, o tempo de detenÃÃo hidrÃulica (TDH) e o efeito do mediador redox antraquinona-2,6-dissulfonato (AQDS) na eficiÃncia de descoloraÃÃo. Outros dois sistemas anaerÃbios de um estÃgio (R3 e R4) foram operados em paralelo, alimentados com esgoto tÃxtil real com TDH de 12h a fim de avaliar o efeito do AQDS na descoloraÃÃo de efluentes reais. Durante o pÃs-tratamento aerÃbio, foi avaliada a aplicaÃÃo de um reator de lodos ativados em batelada seqÃencial com ciclo total de 24h, operando com os efluentes, sintÃtico e real, previamente tratados no reator UASB. Avaliou-se, tambÃm, a aplicaÃÃo do processo de oxidaÃÃo avanÃada (POA) do tipo UV/H2O2 como opÃÃo de pÃs-tratamento dos efluentes tÃxteis tratados no reator UASB, tanto em relaÃÃo à descoloraÃÃo quanto na mineralizaÃÃo dos subprodutos gerados na reduÃÃo dos corantes. A avaliaÃÃo da toxicidade dos efluentes foi realizada pelos ensaios de toxicidade aguda utilizando a Daphnia magna como organismo teste. Os resultados dessa pesquisa revelaram que o sistema anaerÃbio de dois estÃgios mostrou-se mais estÃvel que o sistema de um estÃgio quando operado como o esgoto real e sintÃtico com os corantes Congo Red (CR) e Reactive Black 5 (RB5) e mais eficiente para o corante RR2 na ausÃncia de AQDS. Entretanto, na presenÃa do AQDS a eficiÃncia de descoloraÃÃo do Reactive Red 2 (RR2) foi elevada para os dois sistemas, mascarando o efeito da separaÃÃo de fase. Para o efluente tÃxtil real, nÃo foi verificado efeito algum da aplicaÃÃo do AQDS no R3, mesmo em baixo TDH e limitada concentraÃÃo de doador de elÃtrons. O pÃs-tratamento dos efluentes real e sintÃticos no reator aerÃbio foi capaz de reduzir a DQO abaixo de valor exigido pela portaria 154/02 da SEMACE. O processo de oxidaÃÃo avanÃada com UV/ H2O2 mostrou-se eficaz na remoÃÃo de cor e DQO dos efluentes tÃxtil real e sintÃticos. Os testes de toxicidade aguda ratificaram o potencial tÃxico dos efluentes tÃxteis e os subprodutos de sua degradaÃÃo assim como a capacidade de mineralizaÃÃo das aminas em sistemas seqÃenciais anaerÃbio/aerÃbio. / Disposal of textile effluents in surface waters represents a serious environmental and public health problem mainly due to the presence of dyes in their composition, many of which are potentially toxic and carcinogenic. The color removal and mineralization of byproducts is the major difficulty faced by the wastewater treatment plants of these industries. This thesis studied the treatment of textile effluents in one-stage and two-stage anaerobic systems, post-treatment options by using aerobic biological and advanced oxidation processes, and use the ecotoxicity tests for the various effluents produced. Experiments were performed in one-stage (R1) and two-stage (R2) anaerobic systems treating real and synthetic textile wastewaters. In these experiments, we evaluated the dye concentration effect, as well as external electron donor concentration, hydraulic retention time (HRT) and the redox mediator anthraquinone-2,6-disulfonate (AQDS) effect on color removal efficiency. Two other one-stage anaerobic systems (R3 and R4) were operated in parallel at the HRT of 12 hours and fed with real textile wastewater to assess the AQDS effect on the decolourisation of real textile effluents. During the aerobic post-treatment, we evaluated the application of sequencing batch reactor (SBR) with 24 hours total cycle to treat synthetic and real textile wastewaters pre-treated in the UASB reactor. We also evaluated the application of UV/H2O2 advanced oxidation process (AOP) to treat real textile wastewaters pre-treated in the UASB reactor, both in terms of color removal and mineralization of byproducts generated upon dye reduction. The evaluation of the effluents toxicity was performed by acute toxicity tests using Daphnia magna as test organism. The results revealed that the two-stage anaerobic system was more stable than the one-stage system for both real and the synthetic dyes Congo Red (CR) and Reactive Black 5 (RB5), and more efficient for the dye RR2 in absence of AQDS. However, in the presence of AQDS, color removal efficiency of RR2 was higher for both systems, masking the effect of phase separation. For real textile wastewater, it was not observed any effect of the AQDS application on R3, even when a short HRT or low electron donor concentration was applied. The aerobic and AOP post-treatments were able to reduce the effluents COD to values lower than the limits defined at the Legislation n 154 of SEMACE. The UV/H2O2 AOP-type was effective in removing color and COD from both real and synthetic textile effluents. The acute toxicity tests revealed the toxic potential of textile effluents and their by-products as well as the aromatic amines mineralization in anaerobic/aerobic systems.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / As atividades industriais que consomem excesso de Ãgua no seu processo industrial, geralmente geram um elevado volume de efluentes, onde a indÃstria tÃxtil à um exemplo tÃpico. A oxidaÃÃo quÃmica à um dos processos alternativos para o tratamento de efluentes contendo corantes tÃxteis, entre eles destacam-se os POAs que sÃo baseados na geraÃÃo de radicais hidroxilas (.OH) no qual sÃo altamente oxidantes, podendo decompor compostos de maneira rÃpida e nÃo-seletiva, conduzindo a mineralizaÃÃo parcial ou completa do contaminante. O presente trabalho estudou o uso de processo oxidativo avanÃado para a degradaÃÃo do corante Remazol Vermelho RB 133%. Os estudos foram realizados em duas etapas. Na primeira etapa, no reator com 710 mL de volume Ãtil, foram realizados estudos de otimizaÃÃo dos parÃmetros: cinÃtica de descoloraÃÃo, dosagem do perÃxido de hidrogÃnio, pH, temperatura, adiÃÃo de perÃxido de hidrogÃnio em linha. A cinÃtica de descoloraÃÃo, e o efeito inibitÃrio de Ãnions tambÃm foram estudados. O estudo de cinÃtica mostrou que em 250 minutos houve uma descoloraÃÃo completa da soluÃÃo usando uma dosagem de perÃxido de hidrogÃnio de 1% H2O2 mediante o uso da radiaÃÃo UV. Nestas condiÃÃes houve uma remoÃÃo de 78,41% na DQO. O pH nÃo influenciou no processo de descoloraÃÃo da soluÃÃo, em contraste, para valores de pH iniciais 8 e 10 houve uma maior remoÃÃo na DQO. O estudo do efeito da temperatura do sistema mostrou que com o aumento temperatura a velocidade de descoloraÃÃo à pouco influenciada, ao passo que o aumento da temperatura (80ÂC) diminuiu a eficiÃncia do processo de remoÃÃo da DQO. A adiÃÃo de H2O2 em linha do processo aumentou a eficiÃncia na remoÃÃo de DQO. Os resultados das eficiÃncias de remoÃÃo ao final do processo indicaram que nÃo houve diferenÃa entre os tratamentos na presenÃa dos Ãnions na concentraÃÃo estudada (10 mM) quando comparada a degradaÃÃo sem a presenÃa desses Ãnions, pois ao final de todos os tratamentos a soluÃÃo ficou incolor. Na segunda etapa, no reator com 520 mL de volume Ãtil, foram realizados estudos de vazÃo e potÃncia de radiaÃÃo UV. O estudo mostrou que para as vazÃes estudadas 1,0; 2,0 e 3,0 L/min nÃo houve uma X diferenÃa significativa no processo de descoloraÃÃo. As concentraÃÃes da matÃria orgÃnica ao final de 480 minutos de experimento para as trÃs vazÃes foram 36,63%; 51,08% e 48,35%, respectivamente. O aumento da potÃncia de radiaÃÃo UV proporcionou um aumento na eficiÃncia do processo de descoloraÃÃo e degradaÃÃo da matÃria orgÃnica. O estudo com efluente real mostrou uma baixa eficiÃncia na reduÃÃo de cor e de demanda quÃmica de oxigÃnio. / Industrial processes that consume excess of water, typically generates a high volume of effluent, where the textile industry is a typical example. The oxidation chemistry is one of the alternative processes for the textile dyes treatment. In this context, the Advanced Oxidation Processes (AOPs) are based on the generation of hydroxyl radicals (.OH) on which are highly oxidizing compounds can decompose quickly and non-selective contaminant solutes, for a partial or complete mineralization. This study investigated the use of advanced oxidation process for degradation of the dye Remazol Red RB 133%. The studies were conducted in two stages. For first step, in the reactor with 710 mL of working volume , were studies the parameters: kinetic effect, hydrogen peroxide dosage, temperature, pH, addition of hydrogen peroxide in the line. The kinetics study decolorization and the inhibitory effect of anions were also studied. The study of kinetic showed that in 250 minutes there was a complete decolorization of the solution using a H2O2 dose of 1% (v/v) through the use of UV radiation, and a 78.41% removal in Chemical Oxygen Demand (COD) was observed. The pH effect not influenced in the decolorization process; however has been influenced in removal of COD. The study of temperature effect showed that for an increase in temperature the decolorization rate increases, but a small improvement in the efficiency of COD removal. The addition of H2O2 during the process increased the efficiency of COD removal. The results of the efficiencies of the end of the process indicated that there was no difference between treatments in the presence of anions in the studied concentration (10 mM) when compared to degradation without the presence of these anions, since the end of all treatments, the solution was colorless. In the second stage, was carried in the reactor with 520 mL of working volume flow studies were performed and power of UV radiation. The studies of flow rate showed that for flow rate of 1.0; 2.0 and 3.0 L/min there was no significant difference in the process decolorization process. The of organic matter concentrations at 480 minutes of experiment for the three flow rates were 36.63%, 51.08% and 48.35% respectively. The increased power of UV radiation caused an increase in the XII efficiency of discolouration and degradation of organic matter. The study showed a real effluent with low efficiency to reduce color and chemical oxygen demand.

Os efluentes gerados pelas indústrias têxteis possuem como características elevada DQO, alta concentração de matéria orgânica não-biodegradável e intensa coloração, já que em média 12% do total de corantes utilizados são perdidos durante a produção. Os azo-corantes são os mais utilizados por possuírem uma alta aderência ao tecido, resistência à luz solar e a processos químicos. Estes corantes possuem como agravante o fato de serem quimicamente resistentes aos métodos de tratamentos biológicos convencionais. Os Processos Oxidativos Avançados (POA) têm sido estudados como uma alternativa promissora para o tratamento de substâncias tóxicas, refratárias e não-biodegradáveis. O presente trabalho tem como objetivo tratar um efluente de uma indústria têxtil utilizando o processo H2O2/UV para o descoramento dos corantes da família Remazol presentes, otimizando o processo a fim de se obter um efluente com características que facilitem o tratamento biológico. Para tanto, elaborou-se um planejamento experimental, com a finalidade de se estimar os efeitos das variáveis independentes pH, temperatura e concentração inicial de peróxido de hidrogênio. Em seguida, foi possível ajustar-se um modelo polinomial aos dados obtidos. A condição ótima de tratamento para as variáveis independentes foi: pH=12,3; temperatura = 52&deg;C e [H2O2] = 3,1 × 10-4 mol L-1. As variáveis-resposta observadas foram a remoção de cor (por meio da integração da área dos espectros na região do visível) e a concentração de peróxido de hidrogênio residual (método do vanadato de amônio). Para o efluente tratado com H2O2/UV, obteve-se uma remoção de cor de aproximadamente 80%, e para a fotólise direta obteve-se um valor de aproximadamente 75%, ambas com duas horas de irradiação. Para o processo H2O2/UV obteve-se uma cinética de primeira ordem, com constante de velocidade igual a (1,5 &plusmn; 0,36) × 10-2 min-1; para a fotólise, obteve-se uma cinética de segunda ordem com k = (2,3 &plusmn; 0,36) × 10-2 u.a.-1 min-1. A razão DQO/DBO não apresentou variação significativa para ambos os processos, mantendo o efluente dentro da faixa 5,0 < DQO/DBO > 2,5. A análise de carbono total foi concordante com os ensaios de DQO, não havendo mudanças significativas. No entanto, pôde-se observar, por meio de análises cromatográficas, que o processo H2O2/UV, aparentemente, foi responsável por uma maior degradação dos compostos presentes no efluente. / The wastewaters generated by the textile industry are known for their high COD, high concentration of non-biodegradable organic matter, and strong color, once approximately 12% of the dyes are lost during production. Azo dyes are the most used due to their high adherence to the fabrics, resistance to sunlight and to chemical processes. Those dyes have also the drawback of being resistant to conventional biological methods. Advanced Oxidation Processes (AOP) have been studied as a promising alternative for treating toxic, refractory, and non-biodegradable pollutants. The present work is aimed at treating the wastewater of a textile industry by the H2O2/UV process in order to remove the color due to the Remazol dyes present, as well as optimizing the process in order to obtain a wastewater easier to be biologically treated. For that purpose, an experimental design was performed to assess the effects of independent variables pH, temperature, and hydrogen peroxide concentration. Next, a polynomial model was fit to the obtained data. The optimum treatment condition was: pH = 12.3; temperature = 52&deg;C, and [H2O2] = 3.1 × 10-4 mol L-1. The response variables were color removal (measured by the area under the spectra obtained in the visible region) and the residual concentrations of H2O2 (vanadate method). Color removals of approximately 80 and 75% were achieved, for H2O2/UV and direct photolysis, respectively, both after two hours of irradiation. The decolorization kinetics of the H2O2/UV process followed a first order model, with a constant (k) of (1.5 &plusmn; 0.36) × 10-2 min-1, while the effluent treated with the direct photolysis showed a second order behavior, with k = (2.3 &plusmn; 0.36) × 10-2 u.a.-1 min-1. The COD/BOD ratio remained practically unchanged for both process, in the range of 5.0 < COD/BOD > 2.5. COT analyses were in agreement with COD ones, with no significant changes. However, it could be observed in the chromatographic analyses that the H2O2/UV process, apparently, was responsible for a greater degradation of the compounds present in the studied wastewater.

Um dos bens mais preciosos da Humanidade é a água. Embora ela seja abundante no planeta, grande parte é imprópria para o consumo humano. E, devido ao crescimento populacional intenso, à concentração urbana e à poluição dos corpos d\'água superficiais e subterrâneos, a quantidade de água em condições para consumo vem se reduzindo em taxas alarmantes. Recentemente, um dos tipos mais comuns de contaminação dos corpos d´água tem sido a presença de cianotoxinas. Atualmente, não existe um estado brasileiro que não tenha problemas com florações excessivas de algas e os correspondentes transtornos causados às concessionárias que operam as estações de tratamento. Tem-se apontado que esse fato é devido principalmente ao aporte de nitrogênio e fósforo derivado do uso indiscriminado de detergentes e fertilizantes. O presente estudo tem como objetivo investigar a aplicação da fotocatálise heterogênea solar (TiO2 como fotocatalisador) na destruição da [D-Leu]-Microcistina-LR, potente toxina de ampla ocorrência nas florações de cianobactérias. A [D-Leu]-Microcistina-LR foi extraída de uma cultura de Microcystis &aelig;ruginosa. Foi utilizado um reator de placa plana de vidro recoberta com TiO2 para os estudos de degradação. Além disso, a irradiância durante os experimentos solares foi medida com o uso de espectrorradiômetro. Após os ensaios de degradação, a concentração da toxina foi determinada por CLAE. A cinética de mineralização da solução tratada foi determinada através de análises de COT. A toxicidade aguda e crônica do efluente foi quantificada através de análises utilizando camundongos e ensaios in vitro de inibição da proteína fosfatase. A partir dos experimentos realizados, pôde-se observar que foi necessário um tempo de tratamento de 150 min para que a concentração da microcistina fosse reduzida aos valores exigidos por lei (de 10 para 1 &mu;g L-1). Outra constatação muito importante que pôde ser feita é que a fotocatálise heterogênea solar foi eminente destrutiva, não só para a toxina, mas também para os demais componentes do extrato e dos compostos de degradação gerados. Obteve-se uma remoção de carbono de aproximadamente 90% com 90 min de exposição ao Sol. Além disso, os testes de toxicidade utilizando camundongos mostraram que o efeito agudo causado pela amostras iniciais foi eliminado; entretanto, os testes utilizando a enzima fosfatase indicaram que podem ter sido formados subprodutos que produzam um efeito crônico em mamíferos. Os experimentos realizados apontam para a viabilidade do uso da fotocatálise heterogênea solar para o tratamento de águas contaminadas pela [D-Leu]-Microcistina-LR, não só devido à sua destruição, mas também à grande remoção de matéria orgânica que pode ser alcançada. / One of the most precious assets of mankind is the water. Although it is abundant in the planet, the majority of it is not suited for human consumption. Due to the intense population growth, to the urban concentration, and to the pollution of surface water bodies and ground water, the amount of freshwater is decreasing at alarming rates. Recently, a common type of water bodies\' contamination is the presence of cyanotoxins. Presently, all over Brazil there are records of excessive algae blooms, with the corresponding nuisances caused to the companies that run water treatment stations. This fact is thought to be a result of nitrogen and phosphorus inputs due to the indiscriminate use of detergents and fertilizers. The purpose of the present study is to investigate the use of solar heterogeneous photocatalysis (TiO2 as the photocatalyst) for the destruction of [D-Leu]-Microcystin-LR, powerful toxin of widespread occurrence within cyanobacteria blooms. The [D-Leu]-Microcystin-LR was extracted from a culture of Microcystis &aelig;ruginosa. It was used a flat plate glass reactor covered with TiO2 for the degradation studies. The irradiance was measured during the experiments with aid of a spectrum radiometer. After the degradation experiments, the toxin concentration was determined by HPLC. The mineralization kinetics was determined by TOC analyses. The acute and chronic toxicities were quantified using mice and phosphatase inhibition in vitro assays. From the performed experiments, it was determined that 150 min are necessary to reduce the toxin concentration to the value demanded by law (from 10 to 1 &mu;g L-1). Another important finding is that the solar heterogeneous photocatalysis was really destructive process, not only for the toxin, but also for the other extract components and degradation products generated. A mineralization degree of 90% was achieved with 90 min of exposure to the sun. Moreover, toxicity tests using mice have shown that the acute effect caused by the initial sample was removed. However, tests using the phosphatase enzyme indicated that it may be formed products capable of inducing chronic effects on mammals. The performed experiments indicate the feasibility of using solar heterogeneous photocatalysis for treating contaminated with [D-Leu]-Microcystin-LR, not only due to its destruction, but also to the significant removal of organic matter that can be achieved.

A clarificação do caldo de cana-de-açúcar consiste em uma das etapas mais importantes dentro de todo o processo de produção de açúcar, isso porque, é a cor do açúcar final que determina seu preço de comercialização no mercado, bem como sua qualidade. Porém, além de ter um processo de redução de cor, que ao final apresente um açúcar de qualidade, é necessário que este processo não gere resíduos, nem para o meio ambiente, nem nenhum resíduos tóxicos que esteja presente no produto final e que venha prejudicar a saúde do consumidor. Desta forma, a busca por processos alternativos à sulfitação - que é a atual operação de clarificação do caldo de cana-de-açúcar na produção de açúcar cristal branco - tornou-se mais frequente. Tais processos são conhecidos como processos oxidativos avançados(POA) e, entre eles está o uso de ozônio. Diante deste cenário avaliaram-se as melhores condições de pH, temperatura e dosagem de ozônio para a redução da cor ICUMSA do caldo de cana-de-açúcar, obtendo como condições ótimas para pH entre 1,64 a 5,0, temperaturas de 50 a 70 °C e dosagens de ozônio entre 1,34 mg O3/min a 3,82 mg O3/min. O estudo cinético da redução da cor ICUMSA do caldo de cana-de-açúcar ozonizado permitiu observar maiores reduções de cor ICUMSA após 60 min de reação, contudo a exposição do caldo a longos períodos, em pH baixos (1,64 e 3,0) associados a altas temperaturas (50 e 70 °C) levou a hidrólise da sacarose em glicose e frutose, o que inviabilizaria o processo. As análises por espectrometria de massas permitiram observar que a redução nos teores de cor ICUMSA das amostras de caldo de cana-de-açúcar ozonizadas não está associadaà eliminação das partículas promotoras de cor, mas sim da precipitação destas partículas, uma vez que não foram identificados novos compostos nas amostras analisadas, mas sim umavariação nas concentrações destes compostos, identificados como lipídios. Além de favorecer a redução da cor ICUMSA do caldo, o ozônio também se apresentou como um agente antimicrobiano, reduzindoa presença de bactérias e fungos nas amostras de caldo tratado. Aanálise em redes neurais artificiais (RNA) mostrou um bom ajuste na maioria dos casos apresentados e indicou que a variável Brix%caldo apresentou maior influência na redução da cor ICUMSA e o tempo a variável que apresentou a menor influência. / Clarification of the sugarcane juice is one of the most important steps within the entire sugar production process, so why is the color of the final sugar that determines its trading price in the market as well as its quality. However, besides having a color reduction process, which ultimately makes a quality sugar, it is necessary that this process does not generate waste or to the environment, and no toxic residues are present in the final product and that may harm consumer health. Thus, the search for alternative processes to sulfite - which is the current operating clarification of sugarcane juice in white crystal sugar production - has become more frequent. Such processes are known as advanced oxidation processes (AOP), and among them is the use of ozone. In this scenario evaluated the best conditions of pH, temperature and ozone dosing for reducing ICUMSA color of sugarcane juice, optimal conditions for obtaining such pH between 1.64 to 5.0, temperatures from 50 at 70 °C and ozone O3 dosages between 1.34 mg/min to 3.82 mg O3/min. The kinetic study of the reduction of ICUMSA color of sugarcane juice ozonized allowed to observe greater reductions ICUMSA color after 60 min of reaction, however the exposure of the juice long periods at low pH (1.64 and 3.0) associated with high temperatures (50 to 70 °C) led to hydrolysis of sucrose to glucose and fructose, which would make the process. Analysis by mass spectrometry allowed to observe that the reduction in ICUMSA color content of sugarcane ozonated juice samples not associated with the elimination of promoting particles color, but the precipitation of these particles, since they were not novel compounds identified in the samples, but a variation in concentration of these compounds, identified as lipids. In addition to further reduce the ICUMSA color of juice, ozone is also presented as an antimicrobial agent, reducing the presence of bacteria and fungi on the treated juice samples. The analysis on artificial neural networks (ANN) showed good fit in most cases presented and indicated that the variable Brix%juice showed greater influence in reducing ICUMSA color and time the variable that had the least influence.

A presença de substâncias recalcitrantes na vinhaça causa inibição da anaerobiose. Pesquisas indicam que a oxidação destas substâncias com ozônio (\'O IND.3\') promova um aumento da biodegradabilidade da vinhaça (DBO5/DQO) de aproximadamente 25%. A introdução de vinhaça pré-ozonizada em reatores anaeróbios resultou em ganhos no rendimento de metano da ordem de 15% (mL\'CH IND.4\'/gDQO removida). Por outro lado, sabe-se que a composição da vinhaça varia bastante de acordo com a matéria-prima, solo, clima e processo industrial empregado para a produção de etanol. Assim, é necessário verificar o efeito da ozonização sobre a biodegradabilidade de uma vinhaça proveniente de uma destilaria brasileira. Além disso, é necessário responder se a quantidade de energia produzida pela combustão do metano adicionalmente gerado por conta da ozonização compensaria a energia consumida por um ozonizador em escala real. Desta forma, esta pesquisa pretendeu avaliar os efeitos da aplicação de ozônio na biodegradabilidade de uma vinhaça bruta proveniente de uma destilaria brasileira, assim como realizar uma avaliação econômica da ozonização em escala real. Procedeu-se a operação de um reator em escala de bancada para ozonização de vinhaça em batelada (0, 2, 4, 6 e 8 horas), com a aplicação das doses de 0, 2, 4, 6 e 8 g \'O IND.3\'/L, respectivamente. A ozonização deu-se em três valores iniciais de pH (4.8, 7 e 9). Os parâmetros avaliados foram: DQO, DBO5, COT, cor, fenóis e Abs254, DBO5/DQO e DQO/COT. De acordo com os resultados, observou-se que a aplicação de 2 g \'O IND.3\'/L elevou a biodegradabilidade da vinhaça em 22% e 10% em pH inicial 4,8 e 7, respectivamente. A avaliação econômica preliminar mostrou que a quantidade de energia elétrica consumida por um ozonizador em escala real seria 6 vezes maior (278.400 kWh) do que aquela possivelmente produzida pela combustão do metano adicionalmente gerado (44.780 kWh). Estes resultados indicam que a ozonização de vinhaça bruta com o objetivo específico de se produzir metano adicional em um reator anaeróbio posteriormente instalado é inviável do ponto de vista econômico. / The presence of recalcitrant substances in the vinasse causes inhibition in anaerobic process. Research indicates that oxidation of these substances with ozone (\'O IND.3\') promotes an increase in biodegradabilidade of vinasse (DBO5/DQO) in approximately 25%. The introduction of vinasse pre-ozonated in anaerobic reactors resulted in gains in the yield of methane on the order of 15% (mL\'CH IND.4\'/gDQO removed). However, it is known that the composition of vinasse varies greatly depending on the raw material, soil, climate and industrial process used to produce ethanol. It is therefore necessary to verify the effect of ozonation on biodegrability of a vinasse from a Brazilian distillery. Moreover, it is also necessary to answer if the amount of energy produced by combustion of methane additionally generated by ozonation would off set the energy consumed by a full-scale ozonator. Thus, this study sought to evalu-ate the effects of ozone on the biodegradability of a raw stillage from a Brazilian distillery, as well as conduct an economic evaluation of a full-scale ozonation. The procedure was the operation of a bench scale reactor for the batch ozonation of vinasse (0, 2, 4, 6 and 8 hours), with the application of 0, 2, 4, 6 and 8 g \'O IND.3\'/L, respectively. The ozonation occurred in three starting values of pH (4.8, 7 and 9). The parameters evaluated were: COD, BOD5, TOC, color, phenols and Abs254, DBO5/DQO and COD / TOC. According to the results, it was observed that the application of 2 g \'O IND.3\'/L increased biodegradability of vinasse in 22% and 10% at initial pH 4,8 and 7, respectively. The preliminary economic assessment showed that the amount of electricity consumed by a full-scale ozonator would be 6 times greater (278.400 kWh) than that energy, possibly produced by combustion of additional methane generated (44.780 kWh). These results indicate that the ozonation of raw vinasse with the specific goal of producing additional methane in an anaerobic reactor later installed, it is unfeasible from an economic perspective.

The subject of this thesis is the topic of the resilience and stability of web applications with a focus on the Java platform. Many existing information systems based not only upon this platform face problems that disturb the stability of applications. These problems may result in the failure, downtime and, consequently, financial or business loss due to the malfunction of the whole service. The aim is to show the problems that the applications face in a production environment and to show how to address them proactively. A possible partial solution to increase the stability may be an appropriate configuration of JVM (Java Virtual Machine), an analysis and corrections of detected errors, or a technique called Sandboxing to increase the stability, which this thesis deals with. Using this technique, it is possible to divide the application into separate parts that cannot influence each other. This prevents the propagation of errors among the parts of the application and thereby increases the stability of the entire application. The target applications include the Java applications made with the help of Spring framework. The Sanboxing technique can be implemented into the applications built this way by means of suitable configuration, which ensures that the application run will be divided into specified parts that will be automatically tested and possibly restarted. The application then recovers itself in the affected areas without a complete failure. The project is called Java Capsules.

As software systems have grown in size and complexity, the costs of maintaining such systems increases steadily. In the early 2000's, IBM launched the autonomic computing initiative to mitigate this problem by injecting feedback control mechanisms into software systems to enable them to observe their health and self-heal without human intervention and thereby cope with certain changes in their requirements and environments. Self-healing is one of several fundamental challenges addressed and includes software systems that are able to recover from failure conditions. There has been considerable research on software architectures with feedback loops that allow a multi-component system to adjust certain parameters automatically in response to changes in its environment. However, modifying the components' source code in response to failures remains an open and formidable challenge. Automatic program repair techniques aim to create and apply source code patches autonomously. These techniques have evolved over the years to take advantage of advancements in programming languages, such as reflection. However, these techniques require mechanisms to evaluate if a candidate patch solves the failure condition. Some rely on test cases that capture the context under which the program failed---the patch applied can then be considered as a successful patch if the test result changes from failing to passing. Although test cases are an effective mechanism to govern the applicability of potential patches, the automatic generation of test cases for a given scenario has not received much attention. ReCrash represents the only known implementation to generate test cases automatically with promising results through the use of low-level instrumentation libraries. The work reported in this thesis aims to explore this area further and under a different light. It proposes the use of Aspect-Oriented Programming (AOP)---and in particular of AspectJ---as a higher-level paradigm to express the code elements on which monitoring actions can be interleaved with the source code, to create a representation of the context at the most relevant moments of the execution, so that if the code fails, the contextual representation is retained and used at a later time to automatically write a test case. By doing this, the author intends to contribute to fill the gap that prevents the use of automatic program repair techniques in a self-healing architecture. The prototype implementation engineered as part of this research was evaluated along three dimensions: memory usage, execution time and binary size. The evaluation results suggest that (1) AspectJ introduces significant overhead with respect to execution time, (2) the implementation algorithm causes a tremendous strain on garbage collection, and (3) AspectJ incorporates tens of additional lines of code, which account for a mean size increase to every binary file of a factor of ten compared to the original size. The comparative analysis with ReCrash shows that the algorithm and data structures developed in this thesis produce more thorough test cases than ReCrash. Most notably, the solution presented here mitigates ReCrash's current inability to reproduce environment-specific failure conditions derived from on-demand instantiation. This work can potentially be extended to apply in less-intrusive frameworks that operate at the same level as AOP to address the shortcomings identified in this analysis. / Graduate

In China, the textile industry is important for the economy. However, the industry contributes to emissions of organic material and other pollutants. This affects the environment and the quality of life for people and animals. All over the world, water scarcity is becoming an increasing problem, which is why the UN has water purification as one of the goals for sustainable development. To achieve these goals and the regulations in countries, wastewater is purified in water treatment plants before it is discharged. One of the methods that can be used to purify water is catalytic ozonation, an oxidation process in which ozone is used as an oxidant to break down organic material. Catalysts, usually metal oxides, are used to increase the selectivity and the reaction rate. However, this is a relatively unexplored area in water purification and several details within the process are unknown, such as optimal conditions for various catalysts and the exact reaction mechanism. In this work, catalytic ozonation treatment with the metal oxide MnOx-CeOx/γ-Al2O3 has been investigated. Firstly, a literature study was carried out to find earlier research in the field. Then experiments were conducted, varying four different factors and the impact these factors had on the catalytic ozonation was analyzed. The factors examined were contact time, ozone dosage, gas flow and amount of catalyst. All factors had three different levels. COD and UV254 were analyzed to find the conditions that gave the highest reduction of organic matter. The highest reduction of COD was 67 % which gave a COD concentration of 23 mg/L and UV254 90 %. Since the regulations on COD emissions in China are 30 mg/L, the catalytic ozonation gave a satisfying result. The result showed that the highest yield was achieved at the highest level for contact time (40 min), ozone dosage (0.3 mg/L) and amount of catalyst (100 % filled reactor), but the second highest for the gas flow (0.3 L/min). However, the contact time was calculated to be the only significant factor for reducing COD in water. The other factors did not have a significant effect on the reduction of COD or UV254. Furthermore, the conditions that were calculated to give the greatest reduction were used to analyse the reduction of impurities in the wastewater with three dimensional fluorescence. Three dimensional fluorescence showed that the wastewater contained organic compounds, mainly aromatic proteins, soluble microbial by-products and humic acids. All of these compounds were reduced during the catalytic ozonation with MnOx-CeOx/ γ-Al2O3. The residual amount of ozone was analyzed in effluent gas flow was measured with different incoming gas flows. The residual ozone after the ozone treatment was approximately 45 % of the ingoing gas flow. / I Kina är textilindustrin viktig för ekonomin. Dock bidrar industrin till utsläpp av organiskt material och andra föroreningar. Detta påverkar miljön och livskvalitén för människor och djur. Världen över börjar vattenbrist bli ett allt större problem, varför FN har med vattenrening som ett av målen för hållbar utveckling. För att nå dessa mål och de regleringar som gäller renas avloppsvatten i vattenreningsanläggningar innan det släpps ut. En av de metoder som kan användas för att rena vattnet är katalytisk ozonbehandling, vilket är en oxidationsprocess där ozon används som oxidationsmedel för att bryta ned organiskt material. För att öka selektiviteten och reaktionshastigheten används katalysatorer, vanligen metalloxider. Detta är dock ett relativt outforskat område inom vattenrening och flera detaljer inom processen är okända, såsom optimala betingelser och reaktionsmekanismen. I detta arbete har därför katalytisk ozonbehandling med metalloxiden MnOx-CeOx/ γ-Al2O3 undersökts. Först utfördes en litteraturstudie för att ta fram tidigare forskning inom området. Därefter utfördes experiment där fyra olika faktorers påverkan på den katalytiska ozonbehandlingen analyserades. De faktorer som undersöktes var uppehållstid, ozondosering, gasflöde och mängd katalysator. Samtliga faktorer hade tre olika nivåer. De faktorer som analyserades var COD och UV254 för att hitta de förhållanden som gav högst reduktion av organiskt material. Den högsta reduktionen av COD var 67 %, vilket gav en COD-koncentration på 23 mg/L och UV254 reducerades upp till 90 %. Eftersom gränsen på COD-utsläpp i Kina är 30 mg / L gav den katalytiska ozonbehandlingen ett tillfredsställande resultat. Det nivåer som gav bäst utbyte var de högsta för uppehållstiden (40 min), ozondoseringen (0.3 mg/L) och mängden katalysator (100 % fylld reaktor), men den näst högsta för gasflödet (0.3 L/min). Den enda faktorn som hade en signifikant påverkan på reduktionen av organiskt material var dock uppehållstiden. Övriga faktorer hade ingen signifikant påverkan på varken reduktionen av COD eller UV254. Vidare användes ändå de nivåer som beräknats ge störst reduktion av organiskt material för att analysera reduktionen av föroreningar i avloppsvattnet med tredimensionell fluorescens. Avloppsvattnet innehåller organiskt material som aromatiska proteiner, lösliga mikrobiella biprodukter och humussyror och dessa föroreningar reducerades vid katalytiska ozonbehandlingen med MnOx-CeOx/ γ-Al2O3. Dessutom analyserades resterande mängd ozon i utgående gasflöde vid olika storlek på ingående gasflöde. Resterande mängd ozon efter ozonbehandlingen var ungefär 45 % av ingående mängd.