CAPES / Atualmente há preocupação da sociedade em relação aos impactos gerados pelas indústrias ao meio ambiente. Para produção de celulose e de papel é usada grande quantidade de água, madeira e produtos químicos, sendo gerado efluente nos diferentes processos produtivos da indústria. A matéria orgânica e a cor do efluente do processo Kraft se devem à presença de moléculas derivadas da lignina que são difíceis de serem removidas ou biodegradadas. Com vistas à remedição deste efluente, o presente trabalho busca avaliar a remoção de cor e matéria orgânica residual de efluente de celulose Kraft pré-tratado biologicamente, usando carvão ativado de casca de coco e argila montmorilonita pelo método de adsorção através de delineamentos experimentais. Para remoção de cor e matéria orgânica foram avaliados os fatores: a) pH do efluente; b) massa do material adsorvente no processo de adsorção e c) temperatura. A capacidade de adsorção de matéria orgânica e cor no carvão ativado e argila montmorilonita foram determinados pelo modelo matemático de Langmuir e Freundlich, por meio de ensaios de construção de isotermas de adsorção em efluente Kraft. O efluente foi caracterizado quanto a DQO, DBO5,20, COT e cor verdadeira antes e depois do tratamento terciário. Para o tratamento do efluente foram empregadas duas temperaturas: 25 e 40°C, seguiu-se planejamento fatorial completo 32 em triplicata com ponto central tendo como variáveis pH (5,0; 6,0 e 7,0) e massa de material adsorvente (0,5; 1,0 e 1,5 g). O planejamento experimental utilizado permitiu obter os melhores resultados com carvão ativado em 40 °C, pH 7,0 e 1,5 g de adsorvente com remoção de: 98% de COT, 83% de DQO, 97% de DBO5,20 e 95% de cor verdadeira e para argila em temperatura de 40 oC, pH 7, e 1,5 g de adsorvente com remoção de: 55% de COT, 50% de DQO, 90% de DBO5,20, e 56% de cor verdadeira. A principal variável responsável pela remoção de cor e matéria orgânica foi a massa de adsorvente seguida do pH. Também foi avaliada a possibilidade de aproveitamento do resíduo obtido a partir do processo de adsorção na incorporação de cinzas de carvão na produção de argamassas com teores de 0,4%, 1,0% e 1,2%; em cimento portland, areia e água com tempos de cura de 7 e 28 dias fazendo testes de resistência à compressão. Para a reutilização da argila foram utilizados 15% de argila do processo de adsorção, 25% de vidro e 60% de argila vermelha, para a confecção de corpos de prova cerâmico à temperatura de 1100 oC a 1150 oC. De modo geral, o processo de tratamento proposto neste trabalho utilizando carvão ativado, demostrou ser boa alternativa comparado com argila montmorilonita para redução de cor e matéria orgânica residual do efluente de processo Kraft, tendo-se em vista a utilização da cinza do carvão utilizado no processo de adsorção como um agregado para formação de argamassas na construção civil e argila utilizada na adsorção como material cerâmico. / Nowadays, there is a concern of society regarding the impacts caused by the industries on the environment. Large amounts of water, wood and chemichal are used to produce cellulose and paper, and contaminated effluents are generated through the various industrial processes associated. The organic matter and the color of the Kraft effluent are due to the presence of lignin-derived molecules that are difficult to be removed or biodegraded. With intent to remediate this effluent, this study aim to evaluate the removal of color and residual organic matter from biologically pretreated Kraft effluent, using activated carbon from coconut shell and montmorillonite clay by adsorption method through experimental designs. For the color and organic matter removal, the following factors were evaluated: a) pH of the effluent; b) the mass of the adsorbent material in the adsorption process and c) temperature. The adsorption capacity of organic matter and color in the activated carbon and in the montmorillonite clay were determined by the mathematical model of Langmuir and Freundlich, by means of isotherm adsorption construction in Kraft effluent.The effluent was characterized by COD, DBO5,20, COT and true color before and after the tertiary treatment. For it treatment two temperatures were employed: 25 °C and 40 °C, followed by a 32 full factorial design with center point in triplicate, using pH (5.0, 6.0 and 7.0) and masses of adsorbent material (0.5, 1.0 and 1.5 g) as variables. The experimental design used showed that the best results with activated carbon are obtained at 40 ° C, pH 7.0 and 1.5 g of adsorbent with removals of 98% of TOC, 83% of COD, 97% of BOD5,25 and 95% of true color. With clay, the best results occurred at temperature of 40 ° C, pH 7, and 1.5 g of adsorbent to remove 55% of COT, 50% of COD, 90% of BOD5,20 and 56% of true color. The main responsible for the removal of color and organic matter was the mass of adsorbent, followed by the pH. It was also evaluated the possibility of using the residue obtained from the adsorption process in the incorporation of carbon ash to produce mortars with levels of 0.4%, 1.0% and 1.2% in Portland cement, sand and water, with curing times of 7 and 28 days, for which compressive strength tests were performed. To reuse the clay, 15% of the clay from the adsorption process was used, together with 25% of glass and 60% of red clay, in order to construct ceramics bodies specimen generated at temperatures from 1100 °C to 1150 °C. The treatment process proposed in this work using activated carbon demonstrated to be, in general, a good alternative compared to montmorillonite clay for the color reduction and residual organic matter removal from Kraft process effluent, while residues from both process can be used as aggregates for mortars and ceramic body production.

CAPES; / As características do material suportem afetam diretamente a eficiência de um reator, pois o número e os tipos de células que aderem em cada meio suporte podem variar de um material para outro. A partir do desenvolvimento dos primeiros filtros anaeróbios um ponto crucial identificado pela comunidade científica foi a busca por materiais suportes que melhor se adequassem, ou seja, inertes à biomassa imobilizada, proporcionando bons resultados, facilidade operacional e economicamente viáveis. Uma alternativa é a utilização de materiais alternativos para preenchimento dos filtros, com estrutura resistente, biológica e quimicamente inerte, leveza, maior área específica e porosidade elevada, com possibilidade de colonização acelerada dos microrganismos e custos reduzidos. Neste trabalho foram avaliadas a estabilidade e o comportamento hidrodinâmico de três filtros anaeróbios de fluxo ascendente, operados de modo contínuo, preenchidos com diferentes meios suportes para imobilização da biomassa, sendo carvão vegetal, cerâmica de argila e borracha de pneu, no tratamento de água residuária sintética à base de glicose como fonte de carbono. Os filtros, em escala de bancada (1,3 L), foram operados com TDH de 8 h e 4 h em duas etapas e mantidos a temperatura ambiente. A caracterização físico-química dos materiais foi realizada com determinação dos parâmetros pH, massa específica aparente, densidade, teor de umidade, material volátil, teor de cinzas, número de iodo, porosidade, granulometria, análise da morfologia, área superficial, volume e tamanho dos poros. O comportamento dos filtros foi avaliado por meio da determinação dos parâmetros de pH, temperatura do líquido, alcalinidade total e a bicarbonato, ácidos voláteis e DQO nas amostras do afluente e do efluente. Além disso, foram realizados ensaios de estímulo-resposta tipo pulso com eosina Y como traçador para avaliar o comportamento hidrodinâmico do reator. O desempenho dos filtros em termos de pH, alcalinidade total e a bicarbonato e ácidos voláteis foi estável nas duas etapas de operação. Os valores obtidos em termos de DQO nas amostras do afluente e efluente dos filtros com carvão ativado foram: - Etapa I: 457 e 38 mg.L-1 (94% de remoção); - Etapa II: 291 e 79 mg.L-1 (79% de remoção); com cerâmica de argila foram: - Etapa I: 457 e 81 mg.L-1 (81% de remoção); - Etapa II:: 291 0 e 129 mg.L-1 (60% de remoção); e com borracha de pneu foram: - Etapa I: 457 e 58 mg.L-1 (88% de remoção); - Etapa II: 291 e 117 mg.L-1 (63% de remoção). O teste estatístico de Kruskal-Wallis. e o pósteste de Dunn confirmaram os dados experimentais e provaram que para maior parte dos parâmetros há diferença nos valores entre os filtros e entre as duas etapas. Sendo as diferenças obtidas entre os filtro devido as características distintas de cada material, e as diferenças entre as etapas ocorrem pelo aumento da carga hidráulica, pois o aumento da velocidade ascensional diminui o tempo de retenção celular e assim o grau de estabilidade. Contudo, meio suporte permitem aos filtros mais estabilidade e boas eficiências de degradação. / The characteristics of material directly affect the reactor efficiency, because the number and the types of cells what adhere in each material support can be totally different from material to another. From the development of the first anaerobic filters an important point identified by the scientific community was the search for materials that support better fitted, i.e. biomass immobilized inert, providing good results, operating ease and economically viable. An alternative is to use alternative materials for filling of filters, with sturdy structure, biologically and chemically inert, lightness, bigger specific area and high porosity, with possibility of rapid colonization of microorganisms and reduced costs. In this thesis it was evaluated the stability and the hydrodynamic behavior of three upflow anaerobic filter, operated in continuous mode, filled with different material support from immobilization to biomass being active carbon, clay ceramic and tire rubber in the synthetic wastewater treatment on based glucose as carbon source. The filter, in bench scale (1,3 L), was operated HRT to 8 hours and 4 hours in two steps Kept at ambient temperature. The physicochemical characterization of the materials was carried out with determination of parameters pH, bulk density apparent, density, moisture content, volatile material, ash content, iodine number, porosity, particle size, morphology analysis, surface area, volume and size pores. The behavior of the filters was evaluated by determining the parameters pH, liquid temperature, total and bicarbonate alkalinity, volatile acids and COD in samples of influent and effluent. Further, tests were performed stimulus-response type pulse with eosin Y, to evaluate the hydrodynamic regime of the reactor.The values obtained in terms of COD in samples of influent and effluent filters with activated carbon were: - Stage I: 457 and 38 mg.L-1 (94% of removal); - Stage II: 291 and 79 mg.L-1 (79% of removal), with clay ceramic were: - Stage I: 457 e 81 mg.L-1 (81% of removal); - Stage II: 291 and 129 mg.L-1 (60% of removal) and tire rubber were: - Stage I: 457 and 58 mg.L-1 (88% of removal); - Stage II: 291 and 117 mg.L-1 (63% of removal). The Kruskal-Wallis Statistical test and the Dun post-test confirmed the experimental data and proved from most part of parameters there is difference on values between the filters and between the two steps. Being the differences obtained between the filters due to distinct characteristics of each material, and the differences between the steps happened by hydraulic charging increased, because the ascending speed increased reduce the retention cellular therefore the degree of stability. However, material support allow the filters more stability and good degradation efficiencies.

Made available in DSpace on 2017-06-01T18:20:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ricardo_vandre_trotski_oliveira_silva.pdf: 610833 bytes, checksum: 744d83d7588313cd4ff2b78eb59399bf (MD5) Previous issue date: 2015-02-25 / With the growth of industrial activities and population, also increases the amount of generated waste which causes environmental problems. In Brazil, a major producer of goods in the agricultural industry, the problems caused by the accumulation and improper disposal of solid waste are large. From this problematic, mechanisms that encourage the reuse and recycling of waste are created. It is seeking to develop new technology of alternative raw materials that are produced activated carbon from coconut waste, barbados cherry and cashew. Primarily, the collection of fiber-to-dry coconut and cake/shells from barbados cherry and cashew for later preparation of this material by impregnation with ZnCl2, chemical activation and conducting an evaluation test coal efficiency. The result, within all samples, was an activated carbon where the application in the water sample collected from the Capibaribe River (near Chico Science tunnel), Recife, presented a decrease in turbidity in 97.3% using treatment with 25% fiber- coconut + 75% cashew. / Com o crescimento das atividades industriais e da população, aumentam também a quantidade de resíduos gerados que ocasiona problemas ambientais. No Brasil, produtor de bens na agroindústria, os problemas causados pelo acúmulo e destinação inadequada dos resíduos sólidos é de grande porte. A partir dessa problemática são criados mecanismos que incentivam a reutilização e reciclagem dos resíduos. É buscando desenvolver tecnologia inédita de matérias-primas alternativas que se produziu carvão ativado a partir de resíduos de coco, acerola e caju. Primeiramente coletou-se a fibra-de-coco seco e bagaços/cascas de acerola e do caju para posterior preparação desse material através da impregnação com ZnCl2, da ativação química e da realização de um teste de avaliação da eficiência do carvão. Foi produzido carvão ativado com todas as amostras, onde a aplicação na amostra de água coletada no rio Capibaribe (perto do túnel Chico Science), Recife, Pernambuco, apresentou redução da turbidez em 97,3 % usando o tratamento com 25 % de fibra-de-coco + 75 % de caju.