O arseniato de cobre cromatado (CCA) é um dos preservantes mais utilizados em postes de madeira de redes de distribuição de energia elétrica, devido a sua elevada eficiência na preservação da madeira. Os postes de madeira tratada com CCA devem ter uma destinação final adequada, para evitar impactos ao meio ambiente, devido à presença dos metais. A conversão termoquímica (pirólise) pode ser uma alternativa para a destinação final desse resíduo. Neste trabalho, postes de madeira utilizados por 20 anos na rede de distribuição de energia elétrica do Estado do Rio Grande do Sul, fornecidos pela Companhia Paulista de Força e Luz (CPFL), foram seccionados e medida sua concentração de metais. As 2 frações mais internas do poste (ao longo do seu raio) apresentaram menores concentrações de metal (4,00 mg.kg-1 de cobre, 4,19 mg.kg-1 de cromo e 4,72 mg.kg-1 de arsênio) e foram utilizadas para os ensaios de conversão termoquímica (pirólise). As frações sólida, líquida e gasosa foram quantificadas e caracterizadas. O elevado teor de matéria volátil (83,53%, m.m-1 para A23 e 83,23%, m.m-1 para A3) e baixo teor de cinzas (0,62%, m.m-1 para A23 e 0,61 %, m.m-1 para A3) tornam as amostras de madeira tratada com CCA, uma matéria-prima atrativa para o processo termoquímico. O processo de pirólise foi conduzido na ausência de oxigênio à temperatura de 700 ºC, minimizando a liberação de metais e apresentando os seguintes rendimentos: char (25,3 ±1,1%, m.m-1 ); óleo pirolítico (44,2±0,6%, m.m-1 ); gás combustível (30,6±1,7%, m.m-1 ). A concentração máxima de gases não condensáveis (77% vol) provenientes da pirólise de madeira tratada com CCA, bem como o máximo valor de poder calorífico superior do gás combustível (15,32 MJ.Nm-3 ), foram observados na temperatura de 500 ºC. Com o incremento de temperatura (700 ºC) houve uma redução da produção de gases não condensáveis (14% vol), bem como do poder calorífico superior do gás combustível (14,16 MJ.Nm-3 ). Entretanto, com o aumento da temperatura foi observado um aumento da concentração de H2 nos gases não condensáveis. Foi observado que mais de 68% (em massa) dos metais ficam retidos no char, os quais permanecem estáveis à lixiviação, permitindo a utilização segura do char para a obtenção de carvão ativado. O gás gerado apresentou razão molar H2/CO de 6 a 8, favorável à redução de óxidos de ferro em processos de redução da indústria siderúrgica. O char produzido no processo de pirólise foi impregnado com H3PO4 e ativado físicamente na presença de CO2, a temperaturas de 800 e 900 ºC, para a produção de carvão ativado. A temperatura de 900 ºC, isoterma de 240 min e razão de impregnação de H3PO4 de 1:1 foram responsáveis pela formação de um carvão ativado com elevada área superficial (1324 m2 .g-1 ). Com o aumento do tempo de isoterma de 60 a 240 min (900 ºC / Impregnação H3PO4 Razão 2:1) verificou-se o incremento do volume de microporos de diâmetro de 0,3 a 1 nm (0,159 a 0,209 cm3 .g-1 ). O carvão ativado produzido foi avaliado quanto a capacidade de adsorção de CO2 a pressão atmosférica e temperatura de 25 ºC. Os resultados indicaram que as amostras de carvão ativado obtidos da madeira tratada com CCA apresentaram elevada capacidade de adsorção de CO2 variando entre 69 a 83 mg.g-1 . A presença de metais (Cr/Cu) no carvão ativado pode ter contribuído para o aumento da adsorção de CO2. / Submitted by Ana Guimarães Pereira (agpereir@ucs.br) on 2016-12-02T15:24:46Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Michele Leoratto Botome.pdf: 156188 bytes, checksum: 20932d9faa6bd847967de69e62e0e3df (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-02T15:24:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Michele Leoratto Botome.pdf: 156188 bytes, checksum: 20932d9faa6bd847967de69e62e0e3df (MD5) Previous issue date: 2016-12-02 / Universidade de Caixas do Sul, UCS. / Chromated copper arsenate (CCA) is the most used preservative in wooden poles of electricity distribution network, due to its high efficiency in the wood preservation. The CCAtreated wooden poles may be properly disposed to avoid damage to the environment due to the metals. The thermochemical process (pyrolysis) can be an alternative to the disposal of this waste. In this work, CCA-treated wooden poles, in service for 20 years in the electricity distribution network in Rio Grande do Sul, provided by Companhia Paulista de Força e Luz (CPFL), were fractionated and the metal concentration was measured. The samples of the internal sapwood and heartwood presented low metal concentrations (4.00 mg.kg-1 of copper, 4.19 mg.kg-1 of chromium and 4.72 mg.kg-1 of arsenic) and were subject to the pyrolysis. The solid, liquid and gaseous fractions were measured and characterized. The high content of volatile matter (83.53 wt.% to A23 and 83.23 wt.% to A3) and low ash content (0.62 wt.% to A23 and 0.61 wt.% to A3) make the samples of CCA- treated wood an attractive raw material for thermochemical process. The pyrolysis process was conducted in the absence of oxygen at 700 ºC to minimize the metal release and presenting mass fractions with the following yields: char (25.3±1.1 wt.%), pyrolytic oil (44,2±0.6 wt.%) and gas fuel (30.6±1,7 wt.%). The maximum concentration of non-condensable gas (77 vol%) from the pyrolysis of CCA-treated wood and the maximum high heating value of the fuel gas (15.32 MJ.N-1m-3 ) were observed in temperature of 500 ºC. With temperature increasing (700 oC) the generation of non-condensable gases (14 vol%) and the high heating value of the fuel gas (14.16 MJ.N-1m-3 ) were reduced. However, with temperature increasing the concentration H2 increased. Most than 68 wt.% of metals are retained in the char. It is possible to use of the activated carbon from char due resistance to leaching. The gas generated presented a molar ratio H2/CO of 6 to 8 is favorable to the iron oxide reduction in reduction process in steel industry. The char produced from the pyrolysis process was impregnated with H3PO4 and physically activated in the presence of CO2 at temperatures of 800 to 900 ºC for activated carbon production. The temperature of 900 oC, isotherm of 240 min and 1:1 impregnation H3PO4 were responsible to formation of an activated carbon with a high surface area (1324 m2 .g -1 ). With the increased of time isotherm of 60 to 240 min (900 ºC / 2:1 impregnation H3PO4) there was obtained increased microporous volume with 0.3 a 1 nm diameter (0.159 to 0.209 cm3 .g-1 ). The activated carbon produced was evaluated in CO2 adsorption assays at atmospheric pressure and 25 oC. The results indicated that the activated carbons obtained from the CCA-treated wood showed high CO2 adsorption capacity ranging 69-83 mg.g -1 . The presence of metals (Cr/Cu) can be contributed to the high CO2 adsorption.

Submitted by Mayara Sakamoto Lopes (mayarasakamoto@hotmail.com) on 2017-10-26T16:08:16Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Mayara Sakamoto Lopes.pdf: 6344472 bytes, checksum: 53e6e860cec7380199632c6eda1ee064 (MD5) / Approved for entry into archive by Monique Sasaki (sayumi_sasaki@hotmail.com) on 2017-10-31T17:53:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 lopes_ms_me_bauru.pdf: 6344472 bytes, checksum: 53e6e860cec7380199632c6eda1ee064 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-31T17:53:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 lopes_ms_me_bauru.pdf: 6344472 bytes, checksum: 53e6e860cec7380199632c6eda1ee064 (MD5) Previous issue date: 2017-10-11 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / As indústrias têxteis caracterizam-se pelos elevados volumes de água consumida e de efluente lançado, o qual, por possuir coloração intensa, reduz a penetração da luz solar nos corpos hídricos receptores e afeta a fotossíntese. Nesse trabalho, avaliou-se a adsorção do corante Azul Reativo 19 (RA19) por carvão ativado comercial (CAP), CAP tratado por ozônio (CAP – O3), lama vermelha (LV) e LV tratada por ozônio (LV – O3). Os adsorventes foram caracterizados quanto ao pH, condutividade elétrica, número de iodo, índice de azul de metileno, granulometria, composição química, mineralogia e micromorfologia. Investigou-se a influência do pH e da temperatura no processo de adsorção. Além disso, analisou-se a cinética da adsorção de RA19 a diferentes concentrações iniciais (300, 500, 1000, 2000 e 3000 mg/L), por meio dos modelos de pseudo primeira ordem, pseudo segunda ordem, difusão intrapartículas e Elovich; e avaliou-se a capacidade de adsorção dos quatro adsorventes, por isotermas de Langmuir e Freundlich. Os resultados indicaram que o tratamento por ozônio não altera significativamente a composição química do CAP e da LV, mas possivelmente reduz o volume de mesoporos do CAP. A eficiência de remoção do RA19 por CAP independe do pH inicial da solução, mas por LV, é favorecida em pH mais baixo (igual a 3). Observou-se que 120 minutos são suficientes para atingir o equilíbrio da reação; e que o aumento da concentração inicial de corante reduz a eficiência de remoção, mas aumenta a capacidade de adsorção. Os dados experimentais ajustaram-se aos modelos de pseudo segunda ordem e de Elovich, indicando que o processo é controlado por quimissorção. Para todos os adsorventes, a adsorção do RA19 é multicamada em superfícies heterogêneas, visto que os dados se ajustaram à isoterma de Freundlich. Os resultados termodinâmicos sugeriram que existe afinidade entre o RA19 e os adsorventes, sendo que a reação ocorre espontaneamente; além disso, a adsorção por CAP e por CAP – O3 é endotérmica, e a adsorção por LV e por LV – O3 é exotérmica. A maior (216,4 mg/g) e a menor (138,7 mg/g) capacidade de adsorção foram obtidas pelo CAP e pelo CAP – O3, respectivamente. Concluiu-se que a ação do ozônio desfavoreceu a adsorção do RA19, em termos de fração residual, quantidade de corante adsorvido, velocidade de reação, e capacidade máxima de adsorção. / Textile industries are characterized by high water consumption and by large effluent release, which is strongly colored and therefore reduces sunlight penetration into water and affects photosynthesis. This study evaluated the adsorption of Reactive Blue 19 (RB19) by commercial activated carbon (PAC), PAC treated by ozone (PAC – O3), red mud (RM) and RM treated by ozone (RM – O3). The adsorbents were characterized by pH, electric conductivity, iodine number, Methylene Blue index, granulometry, chemical and mineralogical composition and micromorphology. Influence of pH and temperature was investigated. Additionally, the RB19 adsorption kinetics was evaluated at different initial concentrations (300, 500, 1000, 2000 and 3000 mg/L) with the pseudo first order, pseudo second order, intraparticle diffusion and Elovich models; and the adsorptive capacity of the adsorbents was investigated by Langmuir and Freundlich isotherms. The results showed that ozone treatment does not significantly change the chemical composition of PAC and RM, but it possibly reduces PAC’s mesopore volume. The initial pH does not influence the efficiency of RB19 removal by PAC, but it influences the removal by RM, being higher at lower pH (equal to 3). The adsorption reached an equilibrium state at about 120 minutes from the beginning of the experiments; and it was observed that increasing initial dye concentration, removal efficiency was reduced, while adsorption capacity was improved. The experimental data fitted well to the pseudo second order and Elovich kinetics models, which indicate that the process is controlled by chemisorption. The RB19 removal obeys the Freundlich isotherm model, showing multilayer adsorption on heterogeneous surface. The thermodynamic studies indicated that RB19 has affinity to the adsorbents, and the reaction occurs spontaneously; furthermore, the adsorption by PAC and PAC – O3 is endothermic, while the adsorption by RM and RM – O3 is exothermic. The highest (216.4 mg/g) and the lowest (138.7 mg/g) adsorption capacity were obtained by PAC and PAC – O3, respectively. It was concluded that ozone negatively affects RB19 adsorption, in terms of residual fraction, amount of dye adsorbed, reaction rate and maximum adsorption capacity.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:12Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-09-24Bitstream added on 2014-06-13T19:17:33Z : No. of bitstreams: 1 borges_rm_me_ilha.pdf: 1027665 bytes, checksum: cbe98e464dcb25888a9611afc1acbb2e (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A contaminação por compostos farmacêuticos nos ambientes aquáticos e sua difícil remoção no tratamento convencional de água representam um desafio às companhias de saneamento. O uso de carvão ativado granular (CAG) em filtros em conjunto com o tratamento de água em ETAs tem demonstrado resultados satisfatórios, porém apresenta uma capacidade de adsorção limitada, o que requer sua regeneração periódica nos leitos dos filtros. Entretando, durante o funcionamento dos filtros CAG, estes são naturalmente colonizados por microorganismos capazes de degradarem uma diversidade de compostos. Todavia, os fármacos são susceptíveis a degradação por microorganismos presentes na água, nos sedimentos e nos efluentes de esgoto orgânicos. Diante destes aspectos, o presente projeto avaliou a remoção dos fármacos: diclofenaco de sódio, ibuprofeno, naproxeno e amoxicilina por meio de filtros de carvão com atividade biológica (CAB) em condições de laboratório durante 24 semanas, bem como a biodegradação desses compostos por microrganismos aderidos nesses biofiltros, e a identificação filogenética dos microrganismos participantes no processo de degradação dos fármacos testados. Os resultados obtidos demonstram a remoção expressiva dos fármacos acima de 80% em filtração com carvão ativado. Foi constatada a biodegradação dos fármacos, possivelmente por bactérias dos gêneros Bacillus, Burkholderia, Cupriavidus, Pseudomonas, Shinella, e Sphingomonas presentes no biofilme, o que infere sobre a participação destes microrganismos durante o processo de biofiltração. A presença de microorganismos com potencial de metabolização pode ser uma alternativa para aumentar o tempo de uso dos filtros carvão nas Estações de Tratamento de Água. A possibilidade de isolar microrganismos específicos ou consórcios microbianos adaptados em remover os compostos farmacêuticos... / The contamination by pharmaceutical compounds in aquatic environments and its difficult removal in the conventional water treatment represents a challenge to the sanitation companies. The use of granular activated carbon (GAC) in filters combined with the treatment in Water Treatment Plants (WTP) has showed satisfactory results, although presents a limited adsorption’s capacity, which requires its periodical regeneration in the filters beds. During the functioning of the GAC filters, though, those are naturally colonized by microorganisms capable of degrading a whole sort of compounds. In the other hand, the drugs are susceptible to degradation by microorganisms presents in the water, in sediments and in organic effluent’s sewage. Given these aspects, the project evaluated the removal of the drugs: sodium diclofenac, ibuprofen, naproxen and amoxicillin by the carbon with biological activity (BAC) in laboratory condition during 24 weeks, and the biodegradation of these compounds by microorganisms stucked in those biofilters, and the phylogenetic identification of the microorganisms participating in the degradation process of the tested drugs. The results demonstrate the expressive removal of the drugs above 80% using filtration with activated granular carbon. It was established the biodegradation of the pharmaceuticals, possibly by bacteries of the genera Bacillus, Burkholderia, Cupriavidus, Pseudomonas, Shinella, and Sphingomonas presents in the biofilm, which infers about the microorganism’s participation during the biofiltration process. The presence of the microorganisms with metabolism’s potential might be on alternative to increase the carbon’s filter’s timing in the WTP’s. The possibility of isolating specific microorganisms or microbial consortia that are adapted to remove the drugs compounds from natural water... (Complete abstract click electronic access below)

A borra é um resíduo do processamento de café solúvel e representa, em média, 48% da quantidade de café verde utilizado no processo. Os altos volumes deste resíduo refletem em problemas ambientais para as indústrias. Muitos estudos estão sendo realizados a fim de se obter um destino nobre para o mesmo, porém poucos são aplicados pelas indústrias. O objetivo deste trabalho foi produzir carvão ativado a partir da borra de café solúvel, testar diferentes agentes ativantes (KOH, K2CO3, mistura de FeCl3 e ZnCl2), avaliar a influência do tratamento térmico, realizar a caracterização dos carvões obtidos, além de realizar teste de adsorção utilizando azul de metileno e verificar o ajuste aos modelos de Langmuir e Freundlich. A borra de café foi submetida à análise termogravimétrica, determinação de umidade e cinzas. Para a caracterização dos carvões ativados realizou-se análise de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), adsorção de azul de metileno, índice de iodo, caracterização textural. Realizou-se ensaios de adsorção para o carvão de maior área superficial a fim de verificar o ajuste às isotermas de Langmuir e Freundlich. A borra apresentou umidade de 59,17% ± 0,20, 0,32% ± 0,05 de cinzas e estabilidade térmica após 550ºC (sob atmosfera inerte). A avaliação através de FTIR mostrou que após a ativação os carvões apresentaram sítios oxidados, pela observação dos sinais em 3400 cm-1 (estiramento OH) e 1050 a 1200 cm-1(estiramento C-O). Verificou-se que o carvão ativado com KOH apresentou também vibração em 1743 cm-1 propondo a formação de grupamentos éster. O carvão ativado com KOH apresentou melhor desempenho nos ensaios de adsorção de azul de metileno e índice de iodo, enquanto aquele ativado com mistura de FeCl3 e ZnCl2 teve menor desempenho. O carvão ativado com K2CO3 apresentou resultados similares ao carvão comercial. Após o tratamento térmico, observou-se aumento na adsorção de azul de metileno e índice de iodo; exceto para aquele ativado com K2CO3. O agente ativante influenciou mais a adsorção de azul de metileno e índice de iodo que o tratamento térmico. A ativação química promoveu alteração nas propriedades texturais dos carvões obtidos, sendo que a área superficial aumentou 3,16 a 30,23 vezes em função do agente ativante utilizado; observou-se também aumento no volume total de poros. O carvão ativado com KOH apesentou maior área superficial e volume total de poros, seguido por aquele ativado com K2CO3, enquanto aquele ativado com mistura de FeCl3 e ZnCl2 apresentou os menores valores. Todos os carvões, entretanto, apresentaram predominância de microproros, antes e após o tratamento térmico. O tratamento térmico gerou aumento no volume de mesoporos nos carvões ativados com KOH e K2CO3, 2,64 e 5,30 vezes, respectivamente. O carvão ativado com KOH e tratado termicamente apresentou melhor ajuste ao modelo de isoterma de Langmuir, sendo que a constante qm, que representa a capacidade máxima de adsorção foi de 833,33 mg g-1 . / Coffee ground waste is a residue from soluble coffee production, representing about 48% of raw material quantity used in the process. The high quantities cause environmental problems in the industries. A lot of studies have being conducted to aggregate value to this residue, but they are not applied from industries. The objective of this work was produce activated carbon using coffee ground waste, test different activating agents (KOH, K2CO3, mix of FeCl3 e ZnCl2), evaluate the influence of heat treatment, characterize of the activated carbons, realize adsorption test using methylene blue and verify which isotherm model best fits. The precursor material was submitted to thermogravimetric analysis, moisture and ash. Activated carbons were characterized using the Fourier Transform Infrared (FTIR) spectroscopy, methylene blue adsorption, iodine value, textural characterization. Perform adsorption test with higher surface area carbon and verify which isotherm model best fits. The coffee ground waste had 59,17% ± 0,20 moisture, 0,32% ± 0,05 ash and thermal stability after 550ºC (inert atmosphere). FTIR evaluation showed that after chemical activation, carbons had oxidized sites, vibrations could be observed in 3400 cm-1 (stretching OH) e 1050 a 1200 cm-1 (stretching C-O). A peak in 1743 cm-1 suggested ester groups formation in carbon activated with KOH. Carbon activated with KOH exhibit the best performance on tests of iodine value and methylene blue adsorption, while that activated with mix of FeCl3 e ZnCl2 exhibit the worst performance. Carbon activated with K2CO3 showed similar adsorption capacity (iodine value and methylene blue) than commercial one. Methylene blue and iodine value increased after heat treatment; except for that carbon activated with K2CO3. Activating agents had more influence than heat treatment evaluating iodine value and methylene blue adsorption. Chemical activation promoted changes in the textural properties of the obtained carbons, and increased surface area from 3,16 to 30,23 times depending on the activating agent used; it is also noted increase in total pore volume. The activated carbon with KOH showed a higher surface area and total pore volume, followed by that activated with K2CO3, while that activated with mix of FeCl3 and ZnCl2 had the lowest values. All carbons, however, showed a predominance of microproros before and after heat treatment. The thermal treatment caused an increase in the volume of mesopores in the activated carbon with KOH and K2CO3, 2,64 and 5,30 times, respectively. The carbon activated with KOH and heat-treated showed a better fit to the Langmuir isotherm model, and the constant qm, that is the maximum adsorption capacity, was 833,33 mg g-1.

Orientador: Marcelo Loureiro Garcia / Coorientador: Edson Gomes de Oliveira / Banca: Dejanira de Franceschi de Angelis / Banca: Daniel Marcos Bonotto / Resumo: Nas últimas décadas, a elevada quantidade de efluentes descartados nos corpos hídricos, devido ao aumento das atividades industriais, tem contribuído para o agravamento de problemas ambientais, principalmente, em relação à preservação das águas superficiais e subterrâneas. Com isso, o mercado busca a cada dia novas técnicas e métodos mais eficientes e econômicos para a diminuição e eliminação de substâncias potencialmente tóxicas provindas de diversos processos industriais. Sendo assim, tratamentos com materiais adsorventes, entre eles, os argilominerais, as turfas orgânicas e os carvões estão sendo utilizados como forma de tratamentos alternativos para substituir ou complementar tratamentos convencionais existentes. Juntamente a esses métodos, a utilização de testes biológicos para avaliar e quantificar a toxicidade aguda (Daphnia similis) ou crônica (Ceriodaphnia dubia) auxilia no monitoramento dos rejeitos industriais avaliando a eficiência desses sistemas alternativos de tratamento de efluentes. A partir disto, o presente trabalho objetivou promover a redução da concentração do metal pesado chumbo (Pb2+) e da toxicidade de um efluente industrial utilizando o potencial de compostos naturais (argilominerais e turfa) e do carvão ativado como adsorventes em ensaios de batelada. Para esses ensaios utilizou-se 1g de cada composto para cada 100 mL de efluente contento 1,67 mg (Pb2+)/L, os quais foram avaliados em diferentes tempos de contato a temperatura constante de 25 oC. No experimento após 15 minutos, o carvão ativado removeu 99,4% do Pb2+ contido no efluente, enquanto que para os demais compostos a remoção do Pb2+ ocorreu progressivamente até o tempo avaliado de 24 hs, obtendo neste período uma remoção de 88,0% para argila VP, 73,6% para a argila A e 63,5% para a turfa. Além da remoção do chumbo, a toxicidade aguda... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Over the few decades, the high amount of effluents discharged in water bodies due to the increase of industrial activities, has contributed to the worsening of environmental problems, especially, in relation to the preservation of surface and groundwater. Thus, every day, the market demands new cheeper and more efficient techniques and methods for the reduction and elimination of potentially toxic substances emanating from industrial processes. Thus, treatment with adsorptive materials, among them, mineral clay, organic peat and activated charcoal are being conducted as alternative treatment forms in order to replace or supplement conventional treatments. Along with these methods, the use of biological tests to evaluate and quantify the acute (Daphnia similis) or chronic (Ceriodaphnia dubia) toxicity, assist in the monitoring of industrial wastes, evaluating of the effectiveness of these alternative systems of wastewater treatment. From this, the present study aimed to promote a decrease of the heavy metal lead (Pb2+) concentration and the toxicity of an industrial effluent using the potential of natural compounds (clay and peat) and activated charcoal as adsorbents in batch tests. For these tests 1g (compound) per 100 ml (effluent) containing 1.67 mg (Pb2+)/L were used, and were assessed at different contact times at a constant temperature (25oC). After 15 minutes, the activated charcoal removed 99.4% of Pb2+ contained in the effluent, while for the other compounds the removal of Pb2+ happened progressively until the estimated time of 24 hours, obtaining in this period a removal of 88.0% for PV clay, 73.6% for A clay and 63.5% for peat. In addition to the removal of lead, the acute and chronic toxicity was also evaluated. After treatment, 100% of acute toxicity was decreased when using activated charcoal and a reduction greater... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Resumo: A Antracologia é uma ciência que se baseia na anatomia da madeira para realizar a análise e identificação de carvão vegetal. No Brasil, ela visa tradicionalmente obter dados paleoecológicos e paleoetnobotânicos, mas também conservacionistas e tecnológicos. As análises antracológicas são possíveis porque a estrutura do lenho se mantém no carvão, entretanto, variações morfométricas podem ocorrer. O presente estudo visa contribuir para um melhor entendimento do efeito da carbonização no lenho através da análise estrutural da anatomia antes e após carbonização. A escolha de espécies do cerrado deveu-se ao forte impacto que este bioma sofre pela devastação e, principalmente, pelo uso de suas espécies para a produção de carvão vegetal. A anatomia do lenho e do carvão obtido a 400ºC foram analisadas em amostras de Copaifera langsdorffii, Dalbergia violacea, Dimorphandra mollis, Stryphnodendron polyphyllum, Caryocar brasiliense, Couepia grandiflora, Tapirira guianensis, Qualea grandiflora, Vochysia tucanorum e Pouteria torta, todas provenientes do cerrado e apresentando tipos anatômicos distintos. Todos os resultados quantitativos foram comparados estatisticamente. A contração anisotrópica nos carvões foi evidenciada principalmente na redução do diâmetro tangencial dos vasos, que ocorreu em 70% das espécies, mas não foi o suficiente para aumentar significativamente sua frequência; o diâmetro da abertura das pontoações intervasculares praticamente se manteve; a frequência dos raios aumentou ligeiramente; a altura e a largura dos raios variaram bastante, sendo que os raios mais largos contraíram mais que os estreitos; o parênquima axial manteve, no carvão, características semelhantes às do lenho; as fibras dos carvões perderam a distinção das camadas das paredes celulares presentes no lenho, mas mantiveram dimensões semelhantes... (Resumo completo clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Anthracology, or charcoal analysis, is a science based on wood anatomy. In Brazil it traditionally studies palaeoenvironment and palaeoethnobotany, as well as nature conservancy and forestry technology. Anthracological analyses are possible due to the maintenance of wood structure in charcoal. The present study aims to contribute to a better knowledge of carbonization on wood anatomy. Fresh and charred cerrado woods samples were analyzed. The Brazilian cerrado is highly impacted by devastation, while its species are widely used for charcoal production. The latter were charred under 400ºC. The selected species present different anatomical characteristics: Copaifera langsdorffii, Dalbergia violacea, Dimorphandra mollis, Stryphnodendron polyphyllum, Caryocar brasiliense, Couepia grandiflora, Tapirira guianensis, Qualea grandiflora, Vochysia tucanorum, and Pouteria torta. All the quantitative data between wood and charcoal were statistically analyzed. The anisotropic pattern of contraction in charcoals was evident as 70% of the species presented a reduction in vessels tangential diameter. Vessel frequency increase, however, was not statistically significant. Intervessel pits apertures diameters were very closely between wood and charcoal. Rays frequency slightly increased; rays height and width were extremely variable. Larger rays contract more than narrow ones. Axial parenchyma retained, in charcoal, the same dimensions and shape of wood. Charcoal fibres presented indistinct cell wall layering, but retained similar dimensions of wood fibres. Carbonization under 400ºC caused only few changes between wood and charcoal, corroborating the assumption that wood anatomy and anthracology are two closely related sciences / Orientador: Carmen Regina Marcati / Coorientador: Rita Scheel-Ybert / Banca: Graciela Ines B.de Muniz / Banca: Claudia França Barros / Mestre

Orientador: Sérgio Luís de Carvalho / Coorientador: Alessandro Minillo / Banca: Edson Pereira Tangerino / Banca: Mauricio Luiz Sens / Resumo: A contaminação por compostos farmacêuticos nos ambientes aquáticos e sua difícil remoção no tratamento convencional de água representam um desafio às companhias de saneamento. O uso de carvão ativado granular (CAG) em filtros em conjunto com o tratamento de água em ETAs tem demonstrado resultados satisfatórios, porém apresenta uma capacidade de adsorção limitada, o que requer sua regeneração periódica nos leitos dos filtros. Entretando, durante o funcionamento dos filtros CAG, estes são naturalmente colonizados por microorganismos capazes de degradarem uma diversidade de compostos. Todavia, os fármacos são susceptíveis a degradação por microorganismos presentes na água, nos sedimentos e nos efluentes de esgoto orgânicos. Diante destes aspectos, o presente projeto avaliou a remoção dos fármacos: diclofenaco de sódio, ibuprofeno, naproxeno e amoxicilina por meio de filtros de carvão com atividade biológica (CAB) em condições de laboratório durante 24 semanas, bem como a biodegradação desses compostos por microrganismos aderidos nesses biofiltros, e a identificação filogenética dos microrganismos participantes no processo de degradação dos fármacos testados. Os resultados obtidos demonstram a remoção expressiva dos fármacos acima de 80% em filtração com carvão ativado. Foi constatada a biodegradação dos fármacos, possivelmente por bactérias dos gêneros Bacillus, Burkholderia, Cupriavidus, Pseudomonas, Shinella, e Sphingomonas presentes no biofilme, o que infere sobre a participação destes microrganismos durante o processo de biofiltração. A presença de microorganismos com potencial de metabolização pode ser uma alternativa para aumentar o tempo de uso dos filtros carvão nas Estações de Tratamento de Água. A possibilidade de isolar microrganismos específicos ou consórcios microbianos adaptados em remover os compostos farmacêuticos... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The contamination by pharmaceutical compounds in aquatic environments and its difficult removal in the conventional water treatment represents a challenge to the sanitation companies. The use of granular activated carbon (GAC) in filters combined with the treatment in Water Treatment Plants (WTP) has showed satisfactory results, although presents a limited adsorption's capacity, which requires its periodical regeneration in the filters beds. During the functioning of the GAC filters, though, those are naturally colonized by microorganisms capable of degrading a whole sort of compounds. In the other hand, the drugs are susceptible to degradation by microorganisms presents in the water, in sediments and in organic effluent's sewage. Given these aspects, the project evaluated the removal of the drugs: sodium diclofenac, ibuprofen, naproxen and amoxicillin by the carbon with biological activity (BAC) in laboratory condition during 24 weeks, and the biodegradation of these compounds by microorganisms stucked in those biofilters, and the phylogenetic identification of the microorganisms participating in the degradation process of the tested drugs. The results demonstrate the expressive removal of the drugs above 80% using filtration with activated granular carbon. It was established the biodegradation of the pharmaceuticals, possibly by bacteries of the genera Bacillus, Burkholderia, Cupriavidus, Pseudomonas, Shinella, and Sphingomonas presents in the biofilm, which infers about the microorganism's participation during the biofiltration process. The presence of the microorganisms with metabolism's potential might be on alternative to increase the carbon's filter's timing in the WTP's. The possibility of isolating specific microorganisms or microbial consortia that are adapted to remove the drugs compounds from natural water... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:54:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000401642-Texto+Completo-0.pdf: 902167 bytes, checksum: cc16a52642c5b08091d85345211b2d0c (MD5) Previous issue date: 2008 / Many are the efforts of several countries to develop cleaner technologies which are utilized for minimizing the environmental impacts. In this context, the present work aims to evaluate the Carbon Dioxide (CO2) capture by chemical absorption process into Brazilian coal-fired power plants. It also pretends to verify the mitigation of this anthropogenic gas emission, which is one of the most important gases responsible for greenhouse effect. For this reason, calculation methodology of emissions was proposed. A survey of potential areas of CO2 sequestration as well as the state-of-art of the CO2 capture by chemical absorption and other techniques were studied. It was found that the levels of pollutants contained in the combustion gases are higher than those accepted for the capture system (SOx ≤ 1ppm; ≤ 20 ppm NOx and fly ash ≤ 15 mg/Nm3). The region has potential areas for geological storage, in Brazil, is the southern Santa Catarina State. In this region, is located the largest coal-fired power plant of Latin America. This power plant is responsible for 940 GgC. ano-1 emission, which corresponds to 52% of carbon emissions by coal-fired power plant in Brazil. In function of that, this region is suitable for CO2 sequestration. The capture’s system indicated for Brazilians Power Plants is chemical absorption process. However, some adaptation must be done in the current combustion process so that the proposed technical can be used. / Muitos são os esforços de diversos países em desenvolver tecnologias consideradas limpas para que o impacto ambiental das atividades desenvolvidas seja o menor possível. Neste contexto, o presente trabalho pretende contribuir avaliando a metodologia de captura do dióxido de carbono (CO2) por absorção química em usinas térmicas a carvão fóssil, verificando as potencialidades de aplicação no Brasil com o objetivo de mitigar as emissões antropogênicas deste gás, é um dos responsáveis pelo efeito estufa. Para isto, foi proposta uma metodologia para o cálculo de emissões. Foi realizado um levantamento das potencias áreas para o seqüestro de CO2, bem como um estudo da técnica de captura de CO2 por absorção química e das demais técnicas. A partir disto verificou-se que os níveis de poluentes contidos nos gases de combustão são superiores aos indicados para o sistema de captura (SOx ≤ 1ppm; NOx ≤ 20 ppm e cinzas volantes ≤ 15 mg/Nm³). O Brasil possui como área potencial para a realização do seqüestro de CO2 a região sul do estado de Santa Catarina, que possui o maior complexo termelétrico da América Latina. Este complexo emite cerca de 940 GgC. ano-¹, que corresponde a 52% das emissões de carbono pela combustão de carvão no Brasil. A região possui áreas potenciais para o armazenamento geológico. A técnica de captura a ser indicada de acordo com as condições de processo das termelétricas brasileiras é a absorção química, sendo que adaptações no sistema de combustão existente serão imprescindíveis para a adoção desta técnica.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:55:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000439944-Texto+Completo-0.pdf: 13739703 bytes, checksum: 4feb5be73af7a24867df2453a7e856ff (MD5) Previous issue date: 2011 / The global warming, due to the accumulation of greenhouse gases (GHG) emissions in the atmosphere, has been producing an increase in global mean temperature and by the large engineering projects, intended to reduce and stabilize the concentration of GHG in the atmosphere, especially CO2. Among the seven key technologies for reducing GHG emissions is the carbon capture and storage (CCS), which consists in capture, transport and storage CO2 in geological media, for example, saline aquifers, oil and gas fields and non-mineable coal seams. The latter to be the object of the present study was detailed and the procedures adopted for the analysis in coal seams consist of scanning two samples of Brazilian coal by means of X-ray computed tomography images to obtain two-dimensional system containing the cleats and better understand the gas flow in the layers. This tool is being tested for the first time in coals of Brazil and it’s fundamental to understanding the development of projects of Coalbed Methane (CBM) and Enhanced Coalbed Methane (ECBM) in the county, that is still an unknow potencial, wich could increase the demand for natural gas in the regional energy supply. From this work it was concluded that the cleats of coal samples studied are easily identified and it is possible to extract relevant data about orientation, spacing, length and volume of cleats per area. The cleats of the coals studied, however, are very small compared with data from foreign literature, are also filled with calcium carbonate, which hinders the CO2 and CH4 flow in the coal seam and reduces the permeability unfeasible to implement projects of geological storage of CO2 in the coal seam from this study. / O aquecimento global, decorrente do acúmulo de gases de efeito estufa (GEE) na atmosfera, vem produzindo um aumento na temperatura média global e por meio de grandes projetos de engenharia pretende-se reduzir e estabilizar a concentração dos GEE na atmosfera, principalmente o CO2. Dentre as sete principais tecnologias para redução das emissões de GEE está a Captura e Armazenamento de Carbono (CCS), que consiste na captura, transporte e armazenamento de CO2 em meios geológicos como, por exemplo, os aquíferos salinos, campos de óleo e gás e camadas de carvão não mineráveis. Este último por ser objeto de estudo deste trabalho foi detalhado e os procedimentos adotados para sua análise em camadas de carvão consistem em escanear duas amostras do Brasil por meio da tomografia computadorizada de raios-X, para obter imagens bidimensionais do sistema de cleats e melhor entender o fluxo de gases nas camadas. Esta ferramenta está sendo testada pela primeira vez em carvões do Brasil e seu entendimento é fundamental para o desenvolvimento de projetos de Coalbed Methane (CBM) e Enhanced Coalbed Methane (ECBM) no país que ainda é um potencial desconhecido, podendo aumentar a demanda de gás natural na matriz energética regional. A partir deste trabalho concluiu-se que os cleats das amostras de carvão estudadas são facilmente identificados e que é possível extrair dados relevantes sobre a orientação, espaçamento, comprimento e volume de cleats por área. Os cleats dos carvões estudados além de serem muito pequenos, se comparados com dados da literatura estrangeira, também estão preenchidos por carbonatos de cálcio, que dificulta o fluxo do CO2 e CH4 camada de carvão e reduz a permeabilidade do meio inviabilizando a implantação de projetos de armazenamento geológico de CO2 na camada de carvão em estudo.

No presente trabalho são empregadas ferramentas de fluidodinâmica computacional (CFD) como base à criação de uma rede de reatores equivalente para o estudo de um reator de leito fluidizado borbulhante em escala piloto pertencente à CIENTEC-RS, empregado para a gaseificação de carvão das minas de Candiota-RS. Inicialmente, foram conduzidas simulações fluidodinâmicas em meio reacional gasoso (utilizando metano e ar) para análise do comportamento do escoamento no gaseificador. A partir de medições do equipamento real e dados de projeto do mesmo foi implementada no software CFX 13.0 a geometria do reator e foram realizados testes de convergência de malhas computacionais, de forma a escolher a mais apropriada para a realização das simulações em CFD. A avaliação de parâmetros como perfis de velocidade e concentrações ao longo do reator serviram para a escolha das malhas para a continuidade do estudo. Diferentes variações na geometria foram propostas, de modo a simplificá-la, reduzindo o custo computacional das simulações, porém mantendo a qualidade dos resultados. Foram, ainda, avaliados os padrões de escoamento típicos do reator, operando em fase gasosa e na presença de um leito fluidizado. De posse dos padrões de escoamentos obtidos foi proposta uma rede de reatores equivalentes – ERN (equivalent reactor network) a fim de modelar o reator da CIENTEC, empregando um modelo cinético detalhado para determinação das taxas de reação na fase gasosa. Para fins de avaliação da metodologia, conduziram-se simulações envolvendo a combustão de metano, analogamente ao estudo em CFD, e envolvendo o processo de gaseificação de carvão, com as características do obtido nas minas de Candiota. O objetivo do estudo foi avaliar os pontos cruciais no desenvolvimento de um modelo ERN e prever as características dos produtos obtidos para diferentes condições operacionais. Espera-se que este modelo seja aprimorado e usado para o melhoramento e otimização do processo, com o propósito de obter um gás de potencial energético e com características adequadas à utilização como insumo para processos carboquímicos. / In this dissertation, computational fluid dynamics (CFD) simulations were applied to develop equivalent reactor networks (ERN) for the study of a bubbling fluidized bed reactor from CIENTEC-RS, used for coal gasification. Initially, the computational geometry of the gasifier was created using the software CFX 13.0, based on field measurements and design data. Mesh convergence tests were carried out in order to choose the most appropriate for obtaining accurate solutions, using gas-phase reactions. Different variations in geometry were proposed in order to reduce the computational cost of the simulations, while maintaining the quality of the results. The simulations also evaluated the typical flow patterns of the reactor operating in the gaseous phase and in the presence of a fluidized bed. The flow patterns were used as a basis for proposing equivalent reactor networks for the CIENTEC reactor, using a detailed kinetic model to determine the reaction rates in the gas phase. For methodology evaluation purposes, simulations involving the combustion of methane were conducted, similar to the study in CFD, as well as the coal gasification process. The aim of the study was to evaluate the crucial points in the development of an ERN model and to predict the characteristics of the gaseous product streams obtained for different operating conditions. It is expected that this model can be used for the improvement and optimization of the gasification process, in order to obtain a gas with energetic potential and suitable for using it as a feedstock for carbochemical processes.