Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental. / Made available in DSpace on 2012-10-20T21:56:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 195730.pdf: 5684562 bytes, checksum: 309d83526ef77b640a671d2c17cf4214 (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção. / Made available in DSpace on 2012-10-22T03:43:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 225492.pdf: 2029268 bytes, checksum: 9a8c4dd22806357f38a8ed13ada1d4bb (MD5) / A geração de resíduos em instituições de ensino superior é um assunto pouco examinado pela literatura, principalmente quando se referem ao gerenciamento dos resíduos gerados nos laboratórios nas suas mais diferentes atividades (ensino, pesquisa e prestação de serviço). Os problemas relacionados aos resíduos nessas instituições referem-se não apenas as situações de manejo (segregação, acondicionamento, coleta, armazenamento, transporte, tratamento e disposição final), envolvem a comunidade acadêmica e o seu comportamento perante essas situações. Um dos objetivos desse trabalho é fornecer à comunidade acadêmica referências para que a mesma possa decidir com maior clareza, como utilizar e integrar os conhecimentos existentes sobre a geração de resíduos, no sentido de resolver ou contribuir para a solução de problemas ambientais ocasionados pela disposição inadequada desses resíduos no ambiente. Para a realização deste trabalho escolheu-se a análise Demanda Química de Oxigênio - DQO, geradora de grande quantidade de resíduos, com o intuito de substituir a metodologia utilizada por outra referenciada no Standard Methods, com redução na geração de resíduos e consumo de água e energia elétrica, além de resultados satisfatórios. Para tanto, foram selecionadas algumas soluções padrão e amostras a serem analisadas de acordo com quatro metodologias diferentes. Os resultados obtidos permitiram selecionar a metodologia que apresentou resultados concernentes com os objetivos propostos neste trabalho. O conhecimento dos dados obtidos torna-se importante para que se possa definir uma metodologia para a realização da análise DQO, reduzindo ao máximo a geração de resíduos e o consumo de água e energia elétrica, além de servir como subsídio ao órgão ambiental estadual para o credenciamento de outra metodologia além da credenciada. Outro item importante neste trabalho é servir de parâmetro para que procedimentos similares sejam adotados por laboratórios de instituições de ensino superior, visando à minimização dos resíduos gerados. The generation of dangerous residues in teaching institutions has not been focused in scientific studies, mainly under the point of view of the administration of the residues generated at the laboratories The problems related to the residues in those institutions refer not only to the handling situations (segregation, packaging, collects, storage, transport, treatment and final disposal), but also how the academic community reacts due to those situations. One of the objectives of this work is to supply information so that the academic community decides accurately, how to use, in an integrated way, the existent knowledge about the generation of residues, in the sense of to solve or to contribute for the solution of environmental problems caused by the inadequate disposition of those residues in the environment. For the accomplishment of this work it was chosen the analysis of Chemical Oxygen Demand - COD, that produces great amount of residues, with the intention of proposing the substitution of the methodology used now by another approved by the Standard Methods, with reduction in the generation of residues and consumption of water and electric power, maintaining the satisfactory technical results. For this, some were selected reference solutions and samples to be analyzed under four different methodologies. The obtained results allowed to identify the methodology that presents better result in comparison with the objectives proposed in this work. The evaluation of the obtained data is important to define a methodology for the accomplishment of the analysis of COD, that reduces, significantly, the residues and the consumption of water and electric power, serving, also, to guide the government authorities for the approval of another analytical methodology, together with the approved ones nowadays. Another important objective in this work is to serve as reference parameter in the direction that similar procedures can be adopted by laboratories of education institutions, with the objective of reducing the amount of generated residues

Orientador: João Sinezio de Carvalho Campos / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-08T07:22:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ferreira_LeticiaHenn_M.pdf: 1733657 bytes, checksum: 6f5ab2ef9fb4ce3895f1988b72a70473 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Este trabalho teve como escopo a aplicação da eletroflotação no tratamento de efluentes de uma indústria de papel e a verificação de sua viabilidade técnica e econômica. Para isto, compararam-se eletrodos de alumínio e ferro, sendo este com densidade de corrente de 211 A/m2 e aquele com 169 A/m2 em um reator de 20 L e monitorou-se o comportamento dos parâmetros pH, condutividade, temperatura, turbidez, DQO, Sólidos Sedimentáveis e DBO. Para o eletrodo de alumínio testado, houve um aumento do valor do pH de 7,32 para 9,19, a condutividade diminuiu conforme esperado pelo diagrama de solubilidade de Al(OH)3 em função do pH, a temperatura aumentou de 23,6 para 31,5ºC em decorrência do efeito Joule, a turbidez reduziu 93%, a DQO 96%, os Sólidos Sedimentáveis 98% e a DBO 99%, além do efluente final não ter apresentado coloração residual. O eletrodo de ferro apresentou resultados satisfatórios mas não tão promissores quanto os do alumínio. Neste caso, também houve aumento do pH de 7,31 para 9,80, a condutividade diminuiu conforme os diagramas de solubilidade dos Fe(OH)2 e Fe(OH)3 em função do pH, a elevação da temperatura foi de 25,9 para 31,8ºC pelo mesmo motivo já citado, a turbidez reduziu 50%, a DQO 83%, os Sólidos Sedimentáveis 97 % e a DBO 84%. No final do tratamento, o efluente apresentou uma coloração amarela residual bastante forte, devido à oxidação dos íons Fe2+ a Fe3+. Alguns dos principais cálculos feitos foram em relação ao consumo de energia, que para ambos os materiais foi de 9,0 kWh/m3, consumo do eletrodo, tendo sido de 4,0 g para alumínio e 12,5 g para ferro, custo de operação de 7,01 R$/m3 para alumínio e 2,84 R$/m3 para ferro, além da quantidade de gases gerados, sendo, para ambos os materiais, de 4,9 L de hidrogênio e 2,51 L de oxigênio. Estes resultados indicam que a aplicação da eletroflotação em escala industrial deve ser mais pesquisada para que se diminua o custo de operação através de otimizações do sistema e para que se tenha total controle da quantidade de gases produzidos e do aumento da temperatura / Abstract: This work describes the application of electroflocculation in the effluent of a paper industry and its technical and economical feasible assessment. The aluminum and iron electrodes were compared, being the first tested with a current density of 211 A/m2 and the second with 169 A/m2 in a reactor of 20 L and the behavior of parameters pH, conductivity, temperature, turbidity, COD, Settling Solids and BOD were monitored. With the aluminum electrode tested, there was an increase in pH value from 7,32 to 9,19; conductivity decreased as expected by the Al(OH)3 solubility diagram according to pH; the effluent temperature rised from 23,6ºC to 31,5ºC due to the Joule effect; turbidity has decreased 93%, COD 96%, Settling Solids 98% and BOD 99%. After treatment the final effluent has exhibited no residual color. The iron electrode has showed satisfactory results but not so promising as that obtained with aluminum. In this case, there were also an increase in pH value from 7,31 to 9,80; conductivity has decreased as expected by the Fe(OH)2 and Fe(OH)3 solubility diagrams as function of pH; the effluent temperature increased from 25,9ºC to 31,8ºC by the same reason ever explained with the aluminum electrode; turbidity has decreased 50%, COD 83%, Settling Solids 97% and BOD 84%. At the end of treatment, the effluent exhibited a quite strong yellow residual color, due to oxidation of iron ions (Fe2+ to Fe3+). Some of the main calculus regarded the energy consumption, that for both materials was 9,0 kWh/m3. The electrode consumption was 9,0 g for aluminum and 12,5 g for iron. The operating cost was 7,01 R$/m3 for aluminum and 2,84 R$/m3 for iron. The quantity of gases produced was 4,9 L of hydrogen and 2,51 L of oxygen. These results indicated that the electroflotation application in a comercial scale must be more investigated to reach optimization and total control of the quantity of gases generated and temperature rise / Mestrado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Mestre em Engenharia Química

A redução biológica de sulfato tem sido aplicado com sucesso no tratamento de águas residuárias industriais cujos despejos contém elevadas concentrações de sulfato. Nesta pesquisa, a redução biológica de sulfato foi avaliada de acordo com a relação de demanda química de oxigênio (DQO)/sulfato (SO4-2) e diferentes doadores de elétrons utilizando reatores em batelada operados por 88 dias. Os reatores foram alimentados com água residuária ácida sintética em pH 4,0 e os doadores de elétrons foram etanol, lactato de sódio e soro de leite, sendo individualmente analisados nas relações DQO/SO4-2 de 1 e 2. Na relação DQO/SO4-2 igual a 1,0, as taxas de remoções para DQO e sulfato para todos os doadores de elétrons estiveram acima de 68% para DQO e 73% para o sulfato. No entanto, na relação DQO/SO4-2 igual a 2,0, apenas o lactato resultou em altas taxas de remoções de DQO e sulfato (71 ± 17% e 90 ± 6%, respectivamente). A técnica de NMP foi utilizada para quantificação de bactérias redutoras de sulfato (BRS) e os resultados demonstraram que a população de BRS aumentou 102 vezes na presença de etanol e 103 na presença de lactato, na relação DQO/SO4-2 igual a 1,0. Porém, a população de BRS diminuiu com aumento da relação DQO/SO4-2 nos doadores de elétrons etanol e lactato, enquanto o soro de leite não promoveu crescimento de BRS nas relações DQO/SO4-2 estudadas. A biomassa foi caracterizada utilizando-se a eletroforese em gel com gradiente desnaturante (DGGE). Para o Domínio Bactéria e o grupo das BRS, uma alta riqueza microbiana e baixa similaridade foi obtida em comparação ao inóculo, enquanto para o Domínio Arqueia, observaram-se poucas mudanças quando comparadas com mesmo inóculo e entre as diferentes condições avaliadas nos reatores. A filogenia do grupo das sulfato redutoras mostraram predominância da espécie Desulfovibrio para todos os substratos estudados, sendo todas as espécies encontradas caracterizadas como oxidadoras incompletas da matéria orgânica. No entanto, na relação DQO/SO4-2 igual a 1,0 e lactato como doador de elétrons, foi também encontrada a espécie Desulfacinum, que desempenha um papel importante na oxidação completa da matéria orgânica. / Biological sulfate reduction is widely used for treating sulfate-containing wastewaters. In this research, the biological reduction of sulfate was evaluated according to the chemical oxygen demand (COD)/sulfate (SO4-2) ratio and electron donors using batch reactors operated over 88 days. The reactors were fed with synthetic acidic wastewater at pH 4.0 and the electron donors were ethanol, sodium lactate and cheese whey analyzed individually on the COD/SO4-2 ratio of 1 and 2. On the COD/SO4-2 ratio of 1, the COD and sulfate removal raised high levels to all electron donors, above 68% for COD and 73% for sulfate. However, on the COD/SO4-2 ratio of 2, only lactate resulted in high removals rates of COD and sulfate (71 ± 17% and 90 ± 6%, respectively). MPN technique was used for sulfate-reducing bacteria (SRB) quantification and the results demonstrated that the SRB population increased 102 times in the presence of ethanol and 103 in the presence of lactate, on the COD/SO4-2 ratio of 1.0. However, the SRB population decreased with the increase in the COD/SO4-2 ratio for ethanol and lactate while cheese whey has not promoted the growth of SRB in any COD/SO4-2 studied. The biomass was characterized using denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE). For the Bacteria Domain and SRB group, a high microbial richness and low similarity were obtained compared to the inoculum while in the Archaea Domain no major changes could be observed when compared to even inoculum or among the evaluated conditions. The phylogeny of the sulfate-reducing group showed predominance of Desulfovibrio species for all substrates studied, whereas all species were found to conduct the incomplete oxidation of organic matter. However, on COD/SO4-2 ratio of 1.0 and lactate, SRB species such as Desulfacinum were found, responsible to perform a key role in the complete oxidation of organic matter.

Made available in DSpace on 2011-05-04T12:36:15Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010 / Em inúmeras ações humanas ocorrem emissões de gases que podem contribuir sobre maneira para o aumento na concentração dos gases estufa, dentre eles o óxido nitroso, acarretando danos ambientais locais e globais. Na busca de contribuir para o entendimento das causas para as mudanças climáticas globais há necessidade de compreender e conhecer os fluxos de óxido nitroso emitidos por diversos setores da atividade humana, inclusive em Estações de Tratamento de Esgoto. Aliando à técnica aspectos ambientais importantes a serem considerados no planejamento para implantação de uma tecnologia de tratamento de esgotos e proporcionando uma integração de campos de conhecimento, o estudo tem como objetivo analisar a correlação entre a aeração e a emissão de óxido nitroso em sistema de tratamento de esgotos. Tendo como metodologia o estudo de caso em Estação de Tratamento de Esgotos na Região Serrana do Estado do RJ, a pesquisa é caracterizada como pesquisa bibliográfica documental, exploratória e descritiva, com análises realizadas em laboratório. Este estudo é original em países tropicais, sendo o único estudo anterior feito na Universidade de New Hampshire / EUA em 1995. Visa, portanto, contribuir com a atualização de dados referentes às Mudanças Climáticas, possibilitando o aprofundamento futuro do tema. / In many human actions occurring gas emissions that can contribute significantly to the increased concentration of greenhouse gases, among them the oxide, causing environmental damage locally and globally. In seeking to contribute to the understanding of the causes of global climate change need to know and understand the flow of nitrous oxide emitted by various sectors of human activity, including waste treatment stations. Combining the technical environmental aspects to be considered in planning for deployment of a technology for treating wastewater and providing an integration of fields of knowledge, the study aims to analyze the correlation between the aeration and the emission of nitrous oxide system in wastewater treatment. Since the methodology as a case study in Station Sewage Treatment in the mountainous region of the state of RJ, the search is characterized as documentary literature, exploratory and descriptive, with analysis performed in the laboratory. This study is unique in tropical countries, the only previous study of the University of New Hampshire / USA in 1995. Aim, therefore contribute to the updating of data to climate change, enabling the further development of the theme.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Diego Ricieri Manenti.pdf: 2926963 bytes, checksum: 74aa89bdde44c5ef6942846129864678 (MD5) Previous issue date: 2011-02-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The aim of this work was to study the performance of the photo-Fenton process using both the artificial UV and solar sources on the textile effluent treatments. Preliminary photo-Fenton experiments for mineralization and degradation of organic and inorganic pollutants as well as of synthetic dyes were carried out in order to assess the best experimental conditions by photo-Fenton process. As synthetic textile effluent a mixture of six dyes: Solophenyl orange TGL (C25H33ClN6O6S2), Solophenyl blue 71 (C40H23N7Na4O13S4), Solophenyl scarlet BNLE (C44H32N10Na4O16S4), Solophenyl yellow ARL (C48H26N8Na6O18S6), Solophenyl black FR (C44H32N13Na3O11S3) e Navy Blue 98 (C38H24N5Na3O13S3) that contained 50 mg L-1 concentration was prepared and diluted in distillated water. The photo-Fenton experiments by using a set of high-pressure mercury lamps and solar light as artificial and natural UV irradiation sources were performed in laboratory scale. As reactor operational parameters to be optimized by a 33 full factorial experimental design: hydrogen peroxide and divalent iron ion as well as the initial solution pH were chosen as variables, keeping constant a reaction time of 120 min that was enough to warrant the maximum (chemical oxygen demand) COD and color removal. The efficiency of photo-Fenton process applied in the treatment of synthetic and real effluents, was evaluated based on the parameters: values of COD, color, turbidity, total organic carbon (TOC), absorbance at a wavelength of maximum absorption for the dyes and simple aromatic compounds and conjugated reductions, as well as behavior analysis of the evolution the sulfate, nitrate inorganic, organic nitrogen and ammonia concentrations. Second-degree models for the COD and color removal percents were proposed to model the photo-Fenton experiments data in order to reduce the cost of running such a photo-Fenton experiment as well as to obtain optimum values of the reactor operating parameters. Second-degree models were also validated by ANOVA. Predicted yields showed good validation with experimental yields. The values of the optimized reactor operational parameters were 3.0, 6.0 g L-1, and 0.05 g L-1 for initial pH, hydrogen peroxide and divalent iron concentrations, respectively, for both photo-Fenton processes. Based on this optimized experimental conditions, almost 100% removals of physico-chemical parameter such as COD, color, turbidity and COT for real textile effluents. The aromatics compounds were showed more resistant to reaction, persisting for longer. It can be noticed that the degradtion of the organic and inorganic matters were verified by the nitrification process and, the sulfates formation and reduction. The process presented similar efficiencies with both solar and artificial irradiation, thus suggesting the use of solar photo-Fenton, as it proved to be an efficient alternative besides using a source of clean and renewable energy. / O objetivo deste trabalho é avaliar o desempenho do processo foto-Fenton, utilizando energia solar e artificial como fontes de irradiação UV, no tratamento de efluentes têxteis. Foram realizados experimentos preliminares para avaliar a eficiência do processo foto-Fenton na mineralização e degradação dos poluentes orgânicos e inorgânicos, bem como dos corantes sintéticos. Para tanto, foi preparado o efluente têxtil sintético pela mistura de seis corantes: Laranja TGL (C25H33ClN6O6S2), Azul FGLE (C40H23N7Na4O13S4), Escarlate BNLE (C44H32N10Na4O16S4), Amarelo ARLE (C48H26N8Na6O18S6), Preto FR (C44H32N13Na3O11S3) e Marinho BLE (C38H24N5Na3O13S3), em água destilada, com concentração de 50 mg L-1. Os experimentos foram realizados em reatores de escala laboratorial utilizando fontes de irradiação UV natural e artificial. Os parâmetros operacionais dos reatores: pH inicial e a concentração dos reagentes H2O2 e Fe2+, foram otimizados baseados nos valores da demanda química de oxigênio (DQO) e descoloração, a partir de um planejamento fatorial 33 completo com o tempo de irradiação constante em 120 minutos. A eficiência do processo foto-Fenton, aplicado no tratamento dos efluentes sintético e real, foi avaliada baseada nos parâmetros: redução dos valores da DQO, cor, turbidez, carbono orgânico total (COT), absorvância nos comprimentos de onda de máxima absorção relativos aos corantes e aos compostos aromáticos simples e conjugados, além da análise do comportamento da evolução das concentrações de sulfato, nitrato inorgânico, nitrogênio orgânico e amoniacal. Para auxiliar na obtenção das condições ótimas dos parâmetros operacionais do reator e redução dos custos do processo foto-Fenton, as respostas experimentais para a redução da DQO e da cor foram ajustados por um modelo previsto de segunda ordem, o qual apresentou uma boa modelagem dos dados, validado pela ANOVA. Os valores ótimos operacionais do reator, para ambos os processos foto-Fenton no tratamento do efluente real, foram: pH = 3,0, concentração de H2O2 = 6,0 g L-1 e concentração de Fe2+ = 0,05 g L-1. Nestas condições, foram obtidos valores próximos a 100% de redução dos parâmetros físico-químicos DQO, cor, turbidez e COT. Os compostos aromáticos se mostraram mais resistentes a reação, persistindo por mais tempo. A degradação da matéria orgânica e inorgânica foi verificada analisando a evolução do processo de nitrificação e a formação ou redução de sulfatos. Os processos apresentaram eficiências similares tanto com irradiação solar como artificial, desta forma, sugere-se a utilização do processo foto-Fenton solar, pois mostrou ser uma alternativa eficiente além de utilizar uma fonte de energia limpa e renovável.