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Ozonização catalítica de efluente de laticínio em processo semi-batelada com reciclo / Catalytic ozonation of dairy effluent in semi-batch process with recycleRaquel de Aquino Messias 20 July 2015 (has links)
O efluente lácteo é caracterizado pelo elevado teor de matéria orgânica. Os principais impactos ambientais causados pelas indústrias de laticínios estão relacionados ao lançamento dos efluentes líquidos, geralmente com ineficiente controle ou tratamento, sendo de fundamental importância a implementação de técnicas de tratamento eficazes e de baixo custo. Dentro desta proposta, os chamados Processos Oxidativos Avançados (POAs) são tecnologias eficientes para a oxidação (parcial ou total) de compostos orgânicos de difícil degradação. O presente trabalho de pesquisa objetivou a avaliação da potencialidade da ozonização catalítica, para a redução da carga orgânica do efluente proveniente da indústria de laticínio Cia de Alimentos Glória da cidade de Guaratinguetá, oriundos do processamento de beneficiamento de leite, utilizando-se Fe2+ como catalisador em processo semi-batelada com reciclo. A caracterização do efluente lácteo in natura foi realizada empregando-se métodos estabelecidos e otimizados de alguns parâmetros elencados nas legislações ambientais, destacando-se: DQO, COT, DBO5, Nitrogênio (orgânico e amoniacal), Fósforo total, Ferro, Sólidos (ST, STF, STV), surfactantes aniônicos, óleos e graxas e elementos metálicos. Através de planejamento fatorial fracionado 24-1, determinaram-se as melhores condições entre as variáveis potência do ozonizador, vazão de O2, concentração de Fe2+ e pH para a etapa de tratamento com POA, tendo como fator de resposta a redução da DQO e COT. Avaliou-se também uma nova configuração de reator em função de uma espuma formada durante o processo de tratamento. Os resultados obtidos para o conjunto de experimentos mostraram-se promissores, sendo que a redução média de COT com 63,95 % e de DQO com 70,50 % para o ensaio com as variáveis da reação otimizada, com o custo no valor de R$ 0,056 / L de efluente. Após o processo de ozonização catalítica, a amostra do melhor experimento: pH 4,0, concentração de Fe2+ 1,0 g L-1, potência 86 W, vazão de O2 0,5 L min-1, tendo como vazão mássica de O3 3,10 mg min-1, foi tratada por um processo biológico - Sistema Lodo Ativado (SLA), a fim de verificar a eficiência de degradação da matéria orgânica do efluente estudado através do sistema conjugado (POA - SLA). Os resultados para o tratamento híbrido apresentou percentuais de reduções para COT de 82,95 %, DQO de 95,60 % e DBO de 93,09 %. / Dairy effluent is characterized by the high content of organic material. The major environmental impacts caused by dairy industries are related to the release of liquid effluents, generally with an inefficient control or treatment, which makes it essential to implement effective treatment techniques, at a low cost. Within this proposal, Advanced Oxidation Processes (AOPs) are efficient technologies for oxidation (partial or total) of organic compounds of difficult degradation. This research study aimed at assessing the potential of catalytic ozonation for reduction of the effluent organic load from the dairy industry Cia de Alimentos Glória located in the city of Guaratinguetá, State of São Paulo, Brazil, derived from milk processing, using Fe2+ as catalyst in a semi-batch process with recycle. The characterization of milky effluent in natura was performed by using established and optimized methods of some parameters listed in environmental legislation, among them: COD, TOC, BOD5, Nitrogen (organic and ammoniacal), total Phosphorus, Iron, Solids (TS, FTS, VTS), anionic surfactants, oils and greases and metallic elements. Through fractional factorial design 24-1, the best conditions among the power variables of the power ozonator, O2 flow, Fe2+ concentration and pH were determined for the treatment stage with AOP, with a response factor of COD and TOC reduction. A new configuration of reactor was also assessed due to the presence of foam during the treatment process. The obtained results for the set of experiments were found to be promising, with an average reduction of TOC of 63.95 % and of 70.50 % for COD for the test with optimized reaction variables, with a cost of U$$ 0.02 / L of effluent. After the catalytic ozonation process, the sample of the best experiment was: pH 4.0, concentration of Fe2+ 1.0 g L-1, power of 86 W, flow of O2 0.5 L min-1, with mass flow of O3 3.10 mg min-1, was treated by a biological process in order to verify to verify the efficiency of degradation of the organic matter of the effluent studied through the conjugated (AOP - AS) system.The results for the hybrid treatment showed percentages of reductions for TOC of 82.95 %, COD of 95.60 % and BOD5 of 93.09 %.
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Emissões de amônia e óxido nitroso após aplicação de dejetos de bovinos na semeadura e ureia em cobertura na sucessão trigo/milho em plantio direto / Ammonia and nitrous oxide emissions after dairy slurry application in no-till wheat/maize sowing and urea sidedressedTonetto, Felipe 25 November 2016 (has links)
The application of dairy slurry (DS) to the soil surface in no-till can result in the ammonia (NH3) and nitrous oxide (N2O) emission to atmosphere, with negative repercussions both agronomical and environmentally. The magnitude of these emissions may reduce the expected benefits from the agricultural use of dairy slurry as a nitrogen (N) source to crops. The objective of this work was to evaluate the N2O and NH3 emission according to the method of DS application in soil (surface broadacast vs. shallow injection), with and without the use of the nitrification inhibitor dicyandiamide (DCD) at sowing, associated with the application of urea sidedress. The work was developed in the experimental area of the Department of Soils of the Federal University of Santa Maria (UFSM), in a Hapludalf. The experiment was established in a randomized complete block design with four replications and plots with dimensions of 33 m2 (5,5 m x 6 m). The treatments were: T1- Control; T2- Surface application of mineral fertilization in sowing and urea sidedress (NPK + U); T3- DS broadcast and urea (DSs + U); T4- DSs broadcast with DCD and urea (DSs + DCD + U); T5- DS injected and urea (DSi + U) and T6- DS injected with DCD and urea (DLBi + DCD + U). The N2O evaluations were performed using static chambers and the ammonia was evaluated in the wheat through semi-open static chambers and in the corn through semi-open collectors. Dairy slurry injection in sowing increase N2O emission in 2,198 g ha-1 (56%) in relation to the traditional way of urea use, applying 1/3 of the N at sowing and 2/3 in sidedress. The DCD addition to dairy slurry did not affect the annual N2O emission when the dairy manure was applied on the soil surface in sowing of wheat and corn, compare with exclusive use of urea. The results showed that the lower N2O emission occurred with the use combined of DCD with dairy slurry before its injection into the soil, in sowing of the cultures. NH3 cumulative emissions did not differ between the application of dairy manure in pre-sowing associated with sidedress urea from the traditional mode of exclusive use of urea. The results suggest that N2O and NH3 emissions factors preconized by IPCC are overestimated for dairy manure for Southern Brazil. / A distribuição dos dejetos líquidos de bovinos (DLB) na superfície do solo em plantio direto pode resultar na emissão para a atmosfera de amônia (NH3) e óxido nitroso (N2O), com reflexos negativos tanto do ponto de vista agronômico quanto ambiental. A magnitude destas emissões pode reduzir os benefícios esperados com o uso agrícola dos dejetos como fonte de nitrogênio (N) às culturas. O objetivo do trabalho foi avaliar a emissão de N2O e NH3 em função do modo de aplicação dos DLB no solo, em superfície ou injetado, com e sem o uso do inibidor de nitrificação dicianodiamida (DCD) na semeadura, associado com a aplicação de ureia em cobertura. O trabalho foi desenvolvido na área experimental do Departamento de Solos da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), em um Argissolo Vermelho Distrófico arênico. O delineamento experimental foi blocos ao acaso com 4 repetições. Os tratamentos foram os seguintes: T1- Testemunha, sem aplicação de fertilizantes; T2- Adubação mineral (NPK) aplicada na superfície do solo + ureia em cobertura (NPK + U); T3- DLB na superfície do solo + ureia em cobertura (DLBs + U); T4- DLB com DCD na superfície do solo + ureia em cobertura (DLBs + DCD + U); T5- DLB injetado no solo + ureia em cobertura (DLBi + U) e T6- DLB com DCD injetado no solo + ureia em cobertura (DLBi + DCD + U). Os tratamentos foram aplicados no trigo e reaplicados no milho. A emissão de N2O foi avaliada usando câmaras estáticas, desde a aplicação dos tratamentos no trigo até 22 dias após a colheita do milho, totalizando 364 dias de avaliação. A amônia foi avaliada no trigo através de câmaras semi-abertas estáticas e no milho através de coletores semi-abertos. A injeção dos DLB em pré-semeadura no trigo e no milho, com aplicação de ureia em cobertura, aumentou a emissão anual de N-N2O em 2.198 g ha-1 (56%), em relação ao modo tradicional de uso da ureia nas culturas, aplicando-se 1/3 do N na semeadura e 2/3 em cobertura. A adição de DCD aos DLB não afetou a emissão anual de N2O quando os DLB foram aplicados na superfície do solo em pré-semeadura do trigo e do milho, porém reduziu a emissão anual em 39% quando os DLB foram injetados, não diferindo do tratamento com uso exclusivo de ureia. Os resultados do estudo indicam que a menor emissão de N2O ocorreu com o uso combinado de DCD aos DLB antes da sua injeção no solo, na pré-semeadura das culturas. A volatilização acumulada de NH3 nos tratamentos em que os dejetos de bovinos foram aplicados em pré-semeadura associados à aplicação de ureia em cobertura não diferiu do modo tradicional de uso exclusivo de ureia nas culturas. Os resultados indicam que o fator de emissão de N2O e NH3 preconizado pelo IPCC está superestimado para a aplicação de dejetos de bovinos e ureia no trigo e no milho no Rio Grande do Sul.
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