Orientador: Luiz Otávio Saraiva Ferreira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-21T21:54:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Martins_GabrielSoares_M.pdf: 6495887 bytes, checksum: 4a05e53032d23853568df2eca3d4ecf7 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Medir a qualidade da água sempre foi importante para as agências governamentais, organizações científicas e a própria sociedade manterem o nível de contaminação da água em patamares que não afetem a sobrevivência de nenhum ser vivo. Rastrear de forma mais detalhada e precisa os efluentes industriais que retornam aos rios e lagos das cidades, através da instalação de diversos medidores ao longo das linhas de distribuição de água industriais, auxilia na manutenção da qualidade da água destas fontes naturais. Os medidores existentes atualmente, conhecidos por turbidímetros, são caros, o que impede o amplo monitoramento das linhas de água. O objetivo desta dissertação é a construção de um turbidímetro de baixo custo que seja capaz de auxiliar na avaliação dos efluentes industriais. O turbidímetro proposto é baseado no GLI Método 2 (Great Lake Instruments Method 2), que emprega duas técnicas de espectroscopia: a nefelometria e a turbidimetria. A contribuição dada por esta dissertação está na aplicação da técnica de modulação por amplitude de pulso com amostragem instantânea, muito utilizada em telecomunicações, com o intuito de mitigar qualquer deslocamento do sinal devido às fontes de luz do ambiente e outras interferências do circuito eletrônico. O equipamento consegue medir uma faixa de turbidez de 16 a 4000 NTU. Abaixo de 16 NTU não há precisão nas medidas devido à intensa presença de ruído no sinal nefelométrico. Apesar de não conseguir medir o nível de turbidez aceitável de água apropriada para consumo (5 NTU), considera-se a faixa de medição suficiente para se medir efluentes indústrias e monitorá-los para não que não poluam os rios e reservatórios das cidades / Abstract: Measuring water quality has always been important for government agencies; scientific organizations and society maintain the level of water contamination at levels that do not affect the survival of any living being. Track, with more details and accuracy, the industrial effluents that return to the rivers and the lakes of the cities through the installation of several meters along the water lines of industries, helps maintain water quality of the natural sources. The meters currently existing, known for turbidimeters, are expensive, which prevents the widespread monitoring of water lines. The objective of this dissertation is design a low cost turbidimeter that is able to assist in the assessment of industrial effluents. The turbidimeter proposed is based on the GLI Method 2 (Great Lake Instruments Method 2), which employs two spectroscopic techniques: nephelometry and turbidimetry. The contribution of this dissertation is in applying the technique of pulse amplitude modulation with instantaneous sampling, widely used in telecommunications, in order to mitigate any signal offset due to ambient light sources and interference from the electronic circuit. The equipment can measure a range of 16-4000 turbidity NTU. Below 16 NTU there is no accuracy in measurements because the noise interfering in the nephelometric signal. Although the equipment cannot measure the acceptable turbidity level of drinking water (5 NTU), it is considered sufficient to measure industrial effluents and track them to not pollute the rivers and reservoirs of cities / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

To assist the growing nutritious demand, caused by the great population increase, the use of pesticides has been intensified in the agriculture. Such products improve the agricultural productivity and could reduce the food prices. On the other hand, starting from the results of studies of toxicological, carcinogenic and teratogenic effects of the pesticides and of the raw material used in their production, more and more rigid control parameters have been established, in the order of micro- to picogram per liter of water or per kilogram of soil or food. The control of these substances in the water requests fast, cheap and reliable analytical procedures that allow the determination of a great variety of pesticides and related compounds, with varied chemical properties and belonging to different chemical classes. In the present work it has been developed and validated a procedure for quantification of 4-chloro- α,α,α- trifluoro-toluene, o-xylene, m-xylene, p-xylene, 4-chloro-toluene, 3,4-dichloro- α,α,α- trifluoro-toluene, 4-chloro-3-nitro-α,α,α-trifluoro-toluene, 2,2-dichloroethenol-dimetyl-phosphate, trichlorfon, 3,4-dichlorophenyl isocianate, diuron, 4-chloro-3,5-dinitro-α,α,α- trifluoro-toluene, 3,4-dichloroaniline, 1-(4-Chlorophenyl)-4,4-dimethyl-3-pentanone, trifluralin, 2-[2-(4-Chlorophenyl)ethyl]-2-(1,1-dimethyl-ethyl)-oxirane, lindane, propanil, 2,4-D ester (Butyl, 2,4-dichlorophenoxi-acetate), chlorpyrifos, 2-bromomethyl-2-(2,4-dichlorophenyl)-4-propyl-1,3-dioxolane), α-endosulfan and β-endosulfan in treated industrial effluent and surface water samples using the Solid Phase Extraction (SPE), for extraction and pre-concentration, and Gas Chromatography coupled to Mass Spectrometry/Mass Spectrometry (GC-MS/MS) for the quantification. In SPE, cartridges containing a polymer with lipophilic and hydrophilic characteristics have been used, with capacity for extraction of acid and basic compounds (Abselut NEXUS, Varian). The chromatographic separation conditions were: analytical column VF - 5ms of low bleeding (Factor Four, Varian) of 30 m x 0.25 mm; 0.25 mm); carrier gas: helium, flow-rate 1.2 mL min-1; injected volume: 1 μL (splitless); programming of the column oven temperature: 45 °C 1.5 min, 260 °C (10 °C min-1) - 4 min; detector: mass spectrometer, ion trap type operating in the MS/MS way, multisegment; temperatures: transfer line: 290 °C, manifold: 80 °C and ion trap: 240 °C. In the validation of the procedure, the following parameters were appraised: detection limit (LOD), quantification limit (LOQ), linearity, precision (repeatability and intermediate precision) and recovery. The LODs obtained with the procedure were between 0.07 and 0.78 mg L-1 and the LOQs were between 0.21 and 2.44 mg L-1. The precision assays supplied acceptable results with RSD values between 1.3 and 11.9%. The recoveries were from 50.0 to 155.3%. The results obtained in this work allowed the conclusion that the proposed analytic procedure is efficient and precise for the determination of 4-chlorotoluene, 4-chloro-3-nitro-α,α,α-trifluoro-toluene, 2,2-dichloroethenol-dimetylphosphate, trichlorfon, 2-[2-(4-Chlorophenyl)ethyl]-2-(1,1-dimethyl-ethyl)-oxirane, trifluralin, lindane, chlorpyrifos, 2-bromomethyl-2-(2,4-dichlorofenyl)-4-propyl-1,3-dioxolane), α-endosulfan and β-endosulfan in industrial effluent and superficial water samples. For these compounds the precision assays supplied acceptable results with RSD values between 1.3 and 10.4%. The recoveries were from 71.7 to 128.8%. The recoveries obtained for the other compounds indicate the need to optimize the procedure to allow the analysis in the whole strip of concentrations wanted. / Para atender a crescente demanda alimentícia, devida ao grande aumento populacional, tem sido intensificada a utilização de pesticidas na agricultura. Tais produtos melhoram a produtividade agrícola, podendo diminuir os preços dos alimentos. Por outro lado, a partir dos resultados de estudos dos efeitos toxicológicos, carcinogênicos e teratogênicos dos pesticidas e das matériasprimas utilizadas na sua produção, têm sido estabelecidos parâmetros de controle cada vez mais rígidos, na ordem de micro- a picogramas por litro de água ou por quilograma de solo ou alimento. O controle destas substâncias na água requer procedimentos analíticos rápidos, baratos e confiáveis que permitam a determinação de uma grande variedade de pesticidas e compostos relacionados, com propriedades químicas variadas e pertencentes a classes químicas diferentes. No presente trabalho foi desenvolvido e validado um procedimento para quantificação de 4-cloro-α,α,α- trifluoro-tolueno, o-xileno, m-xileno e p-xileno, 4-cloro-tolueno, 3,4-dicloro- α,α,α- trifluoro-tolueno, 4-cloro-3-nitro-α,α,α- trifluorotolueno, 2,2-dicloroetenol dimetil fosfato, triclorfon, 3,4-dicloro-fenil isocianato, diuron, 4-cloro-3,5-dinitro-α,α,α- trifluoro-tolueno, 3,4-dicloro-anilina, 1-(4-Clorofenil)-4,4-dimetil-3-pentanona, trifluralina, 2-[2-(4-clorofenil)etil]-2-(1,1-dimetiletil)-oxirano, lindane, propanil, 2,4-D éster (butil, 2,4-diclorofenoxi-acetato), clorpirifós, 2-bromometil-2-(2,4-diclorofenil)-4-propil-1,3-dioxolano), α- endosulfan e β- endosulfan em amostras de efluente industrial tratado e de água de superfície empregando a Extração em Fase Sólida (SPE), para extração e préconcentração, e a Cromatografia Gasosa acoplada à Espectrometria de Massas/Espectrometria de Massas (GC-MS/MS) para a quantificação. Na SPE utilizaram-se cartuchos contendo um polímero com características lipofílicas e hidrofílicas, com capacidade para extração de compostos ácidos e básicos (Abselut NEXUS, Varian). As condições para separação cromatográfica foram: coluna analítica VF 5ms de baixo sangramento (Factor Four, Varian) de 30 m x 0,25 mm; 0,25 μm); gás de arraste: hélio, vazão 1,2 mL min-1; volume injetado: 1 μL (splitless); programação da temperatura do forno da coluna: 45 oC 1,5 min, 260 oC (10 oC min-1) 4 min; detector: espectrômetro de massas, tipo ion trap operando no modo MS/MS, multi-segmento; temperaturas: linha de transferência: 290 °C, manifold: 80 °C e ion trap: 240 °C. Na validação do procedimento foram avaliados os seguintes parâmetros: limite de detecção (LOD), limite de quantificação (LOQ), linearidade, precisão (repetitividade e precisão intermediária) e recuperação. Os LODs obtidos com o procedimento ficaram entre 0,07 e 0,78 μg L-1 e os LOQs ficaram entre 0,21 e 2,44 μg L-1. Os ensaios de precisão forneceram resultados aceitáveis com valores de RSD entre 1,3 e 11,9%. As recuperações foram de 50,0 a 155,3%. Os resultados obtidos neste trabalho permitem concluir que o procedimento analítico proposto é eficiente e preciso para determinação de 4-cloro-tolueno, 4-cloro-3-nitro-α,α,α-trifluoro-tolueno, 2,2-dicloroetenol dimetil fosfato, triclorfon, 2-[2-(4-Clorofenil)etil]-2-(1,1-dimetil-etil)-oxirano, trifluralina, lindane, clorpirifós, 2-bromometil-2-(2,4-diclorofenil)-4-propil-1,3-dioxolano), α- endosulfan e β- endosulfan em efluente industrial e água de superfície. Para estes compostos foram obtidos resultados aceitáveis, com RSDs entre 1,3 e 10,4%. As recuperações obtidas foram de 71,7 a 128,8%. As recuperações obtidas para os demais compostos indicam a necessidade de otimização do procedimento para permitir a análise em toda a faixa de concentrações desejada.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Surface Waters are generally used as support for disposal of waste generated by man. The effluents from dairy industries are characterized by high volume presents, but mainly because of its high concentration of organic load. The evolution of agro-industrial systems wastewater treatment offers the application of eficiente technologies of the environmental impact is kept to a maximum. The UASB (upflow anaerobib sludge blanket) reactor is considered one of the most representative anaerobic systems, due to its high biomass concentration and a rich microbial diversity. This study aimed to initiate and control their operation in the anaerobic digestion process to the treat wastewater from a dairy plant evaluating the removal of control parameters (temperature, pH, COD, BOD5, TKN, TS and VST) beside the design parameters (HRT, HLR and VOL). The reactor was operated with the HRT of 0,085 d-1, and VOLs ranging from 12,58 to 29,2 kg.m-3.d-1, which influenced the high HLR value. To start, the inoculum used was from a septic tank. The temperature oscillations due to the presented experimental period. As for the control parameters, the system showed a significant difference in the removal of organic matter. The removal of BOD5 by the system obtained a removal efficiency of 42,7%. For COD, removal was 58,6%. The removal efficiency was related by large sludge production, indicating the time of withdrawal of excess. The concentration of excess sludge was analyzed, which showed significant 17.538 mg.L-1, being the explicit need for disposal of the sludge during operation. / As águas superficiais geralmente são utilizadas como suporte para eliminação de resíduos produzidos pelo homem. Os efluentes das indústrias de laticínios são caracterizados por apresentarem elevados volumes, mas principalmente por sua elevada concentração de carga orgânica. A evolução dos sistemas de tratamento de efluentes agroindustriais disponibiliza a aplicação de tecnologias eficientes para que o impacto ambiental seja reduzido ao máximo. O reator UASB (upflow anaerobic sludge blanket) é considerado um dos mais representativos sistemas anaeróbios, devido a sua alta concentração de biomassa e uma rica diversidade microbiana. Este trabalho objetivou dar início ao processo bem como controlar sua operação no processo de digestão anaeróbia para o tratamento de efluentes de uma usina de laticínios avaliando a remoção dos parâmetros de controle (temperatura, pH, DQO, DBO5, NTK, ST e SVT), além dos parâmetros de projeto (TDH, TCH e COV). O reator foi operado com um TDH de 0,085 d-1, e COV variando de 12, 58 a 29,2 kg.m-3.d-1, os quais influenciaram no alto valor da TCH. Para a partida, o inóculo utilizado foi proveniente de uma fossa séptica. A temperatura apresentou oscilações devido ao tempo experimental. Quanto aos parâmetros de controle, o sistema apresentou diferença significativa na remoção da matéria orgânica. A remoção de DBO5 pelo sistema obteve-se uma eficiência de remoção de 42,7%. Para a DQO, a remoção foi de 58,6%. A eficiência de remoção foi relacionada pela grande produção de lodo, indicando o momento da retirada do excesso. A concentração do excesso de lodo foi analisada, onde apresentou expressivos 17.538 mg.L-1, ficando explícita a necessidade de descarte do lodo durante a sua operação.

As indústrias químicas são consideradas como o segmento industrial que gera os efluentes mais perigosos ao meio ambiente. Em virtude das concentrações expressivas de poluentes, tanto orgânicos quanto inorgânicos, os efluentes dessas indústrias podem interferir na atividade da biomassa de estações de tratamento de efluentes (E.T.E.), diminuindo sua eficiência e gerando efluentes tratados, porém em desacordo com a legislação pertinente. Para prevenir tais efeitos, o recebimento de efluentes industriais em E.T.E.s pode ser precedido por pré-tratamento, dentre os quais, o biológico, otimizado pela adição de microrganismos com capacidade de degradar poluentes. Foram isolados microrganismos com capacidade de degradar os compostos identificados como responsáveis pela toxicidade do efluente final da E.T.E.: benzeno, clorofórmio, 1,2-dicloroetano, pentaclorofenol, tricloroeteno, tolueno e p-xileno. Foram realizados testes de bioaumentação para pré tratar o efluente industrial, que foram avaliados através de ensaios físico-químicos e de toxicidade aguda para Vibrio fischeri e Daphnia similis. Os resultados obtidos demonstraram que o pré tratamento reduziu a toxicidade do efluente final da estação de tratamento. / Chemical industries are considered the industrial sector that generates the most dangerous effluents to the environment. Due to the high pollutant concentration, either organics or inorganics, the chemical industries effluents may interferer in the biomass activity in wastewater treatment plants (WWTP), what may reduce its efficiency and generate treated effluents in disagreement to the concerned law. In order to prevent such effects, the industrial effluents disposal in WWTPs can be preceded by biological pretreatment, which can be optimized by adding microorganisms capable of pollutants degradation. Microorganism strains that are able to degrade the compounds identified as the responsible for toxicity levels in the WWTP final effluent: benzene, chloroform, 1,2-dichloroethane, pentachlorophenol, trichloroethene, tolune and p-xylene were isolated. Bioaugmentation tests aiming the chemical effluent pretreatment were performed and they were evaluated through physical-chemical analysis and acute toxicity tests for Vibrio fischeri and Daphnia similis. The results showed that the industrial effluent pretreatment reduced the toxicity levels in the WWTP final effluent.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:58:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 397936.pdf: 1217457 bytes, checksum: 490a8dbae28efdabbcdcc54a6b61e600 (MD5) Previous issue date: 2007-12-12 / A biosor??o foi utilizada como m?todo de remo??o dos metais cromo e ferro em solu??es sint?ticas e tamb?m em efluente real da ind?stria galvanoplastia. A remo??o dos metais foi feita com a utiliza??o de um bioadsorvente alternativo proveniente da pinha da ?rvore Arauc?ria angustifolia. Este material ? de baixo custo, pois se trata de um res?duo proveniente da coleta do pinh?o que e um alimento bastante consumido na regi?o sul do Brasil. O planejamento de experimentos foi utilizado como uma ferramenta de otimiza??o dos testes de remo??o com o objetivo de avaliar, de maneira mais r?pida e de mais baixo custo, as vari?veis mais significativas no processo de biosor??o dos metais cromo e ferro. A caracteriza??o do material, na forma s?lida e na forma de extratos l?quidos, foi realizada utilizando t?cnicas como microscopia eletr?nica de varredura, espectroscopia de infravermelho e UV-VIS, cromatografia i?nica, ?rea superficial BET, difra??o de RX, espectroscopia de fotoel?trons induzidos por raios X XPS, entre outras. O material tamb?m foi analisado atrav?s de par?metros f?sicos e qu?micos como cor, pH, condutividade el?trica, DQO e outras. Os ensaios e an?lises de caracteriza??o permitiram conhecer a estrutura de algumas propriedades dos componentes da pinha da ?rvore Arauc?ria angustif?lia propiciando compreender os mecanismos de remo??o dos materiais pesados testados. Os testes indicaram que a remo??o do cromo hexavalente ocorre por rea??o de oxida??o-redu??o convertendo-o a Cr(III) e a remo??o do cromo trivalente e ferro total ocorre provavelmente por biosor??o. Os testes em solu??es sint?ticas demonstram que adsorvente testado tem potencial para remo??o dos metais cromo e ferro, sendo que as vari?veis testadas t?m grande influ?ncia no processo de adsor??o. Os testes em efluente real confirmaram a capacidade de remo??o dos metais testados em solu??es sint?ticas apresentando efici?ncia de remo??o maior que 99% para cromo hexavalente e tamb?m atendendo os limites estabelecidos pela legisla??o ambiental para estes metais.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:58:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 424194.PDF: 1879338 bytes, checksum: 4043746f4ad9ef8a56fb8ca7a6f75b7a (MD5) Previous issue date: 2010-03-31 / A biossor??o ? um m?todo utilizado na redu??o de metais gerados em efluentes da ind?stria de galvanoplastia, especificamente neste estudo em efluentes sint?ticos e ?guas residuais geradas em banhos de n?quel em escala piloto. A remo??o desse metal ? realizada a partir da utiliza??o de uma biomassa alternativa proveniente da casca da nogueira-pec? (Carya illinoensis). Esta mat?ria-prima se trata de um material de baixo custo, visto que a parte aproveit?vel do fruto representa algo em torno de 40 e 60 %, sendo assim o restante n?o tem atualmente utiliza??o economicamente vi?vel. Atrav?s de experimentos realizados em escala laboratorial foi poss?vel observar a real redu??o da concentra??o de n?quel quando em contato com o biossorvente apresentado acima. Duas metodologias anal?ticas foram utilizadas para quantificar a concentra??o de metal na solu??o: num primeiro momento se utilizou volumetria de precipita??o e posteriormente as amostras foram quantificadas atrav?s de espectroscopia de absor??o at?mica. O estudo tamb?m foi realizado utilizando a casca mo?da da nogueira como carv?o carbonizado, fazendo-se assim um comparativo entre e carv?o ativado comercial, in natura e carv?o preparado em laborat?rio. Foram estabelecidas as condi??es otimizadas para que o material, in natura, pudesse apresentar uma melhor adsor??o. Para a forma do carv?o in natura foram obtidas isotermas de adsor??o. Foram estimados os par?metros relacionados ao maior poder de adsor??o, onde se pode destacar o pH, a agita??o, a concentra??o do metal e a quantidade de biomassa utilizada. Este trabalho teve como objetivo estudar a viabilidade em empregar res?duos da casca de noz pec? na biossor??o de metais presentes em ?gua de lavagem de processos de galvanoplastia. O produto em quest?o se mostrou eficiente quando em condi??es ideais para atender os padr?es de emiss?o de res?duos l?quidos exigidos pela legisla??o vigente.

A aplicação de sais de alumínio para tratamento de efluentes é questionada devido a possíveis impactos nocivos aos seres humanos e organismos vivos, em decorrência de residuais de alumínio remanescentes na água tratada e das quantidades de lodo sedimentado que contém o metal. Portanto, o uso combinado de sais metálicos e taninos vegetais, a fim de reduzir as concentrações do primeiro, aplicadas na coagulação-floculação de contaminantes dos efluentes é importante, inclusive pelas vantagens do uso de taninos, como polímeros orgânicos biodegradáveis. Assim, este trabalho visa aplicar sulfato de alumínio e taninos, em uso individual e em combinação, para remoção de contaminantes por meio de coagulação-floculação. Os ensaios foram realizados com três efluentes, um com elevada carga orgânica, um com baixa carga orgânica e um efluente de acabamento, todos de um mesmo curtume que realiza operações de acabamento molhado a acabamento final de couro wet-blue. No efluente de alta carga orgânica, foram testados 5 tipos de taninos em seis dosagens, e os taninos Tanfloc SM e Tanfloc SH, com melhor eficiência, também foram testados no efluente de menor carga orgânica, assim como o sulfato de alumínio, nas mesmas concentrações utilizadas inicialmente a fim de apresentar os resultados atingidos em efluentes com características de altas e baixas dosagens de químicos Após, foram realizadas combinações de sulfato de alumínio com Tanfloc SM e Tanfloc SH, em diferentes concentrações, e realizados ensaios nos três efluentes, com o intuito de apresentar a eficiência do uso combinado destes produtos em diferentes características de efluentes e verificar a redução das dosagens de sulfato de alumínio. Os melhores resultados obtidos na aplicação combinada de sulfato de alumínio e taninos, mostraram remoção de cor, turbidez e COT estatisticamente iguais à aplicação do uso individual destes, porém utilizando menores dosagens de sulfato de alumínio na composição. Assim, conclui-se que é possível realizar, de forma eficiente e satisfatória, o uso de misturas de sulfato de alumínio com taninos de forma a reduzir as dosagens de sulfato de alumínio, obtendo bons resultados de remoção de cor, turbidez e remoções superiores de COT quando comparadas com a aplicação de todos os coagulantes/floculantes individualmente. / The use of aluminum salts for the treatment of effluents is questioned due to possible harmful impacts on humans and living organisms with aluminum residuals remaining in the treated water and the quantities of sedimented sludge containing the metal. Therefore, the combined use of metal salts and vegetable tannins, in order to reduce the concentrations of the former, applied in the coagulation-flocculation of effluent contaminants is important, including the advantages of the use of tannins, such as biodegradable organic polymers. Thus, this work aims to apply aluminum sulfate and tannins, in individual use and in combination, to remove contaminants by means of coagulation-flocculation. The tests were carried out with three effluents, one with high organic load, one with low organic load and one finishing effluent, all from the same tannery that performs wet finishing operations with the final wet-blue leather finish. In the high organic matter effluent, five types of tannins were tested in six dosages, and Tanfloc SM and Tanfloc SH tannins with better efficiency were also tested in the less organic effluent as well as aluminum sulfate in the same concentrations used in order to present the results achieved in effluents with characteristics of high and low chemical dosages Afterwards, combinations of aluminum sulphate with Tanfloc SM and Tanfloc SH were carried out in different concentrations, and tests were carried out on the three effluents, in order to show the efficiency of the combined use of these products in different effluent characteristics and verify the reduction of the dosages of aluminum sulfate. The best results obtained in the combined application of aluminum sulphate and tannins showed color removal, turbidity and TOC statistically equal to the application of the individual use of these, but using lower dosages of aluminum sulphate in the composition. Thus, it is concluded that it is possible to efficiently and satisfactorily carry out the use of aluminum sulphate mixtures with tannins in order to reduce the dosages of aluminum sulphate, obtaining good results of color removal, turbidity and higher removals of COT when compared to the application of all coagulants/flocculants individually.

Foi projetado e construído um reator eletroquímico de bancada com a finalidade de simular a purificação de efluente industrial contendo íon metálico. As condições levadas em conta no projeto e nos testes de avaliação do reator eram baseadas em dados operacionais reais da indústria. Assim, tratou-se soluções contendo 15.900 ppm de Cu2+ (0,25 M), uma concentração típica de efluentes de cobre, procurando-se chegar o mais perto possível do valor permitido pela CETESB, ou seja 1 ppm (15,7 µM). Foram empregados como eletrodos quatro placas de grafite comercial de 600 X 150 X 10 mm, uma bomba centrífuga de vazão igual a 0,3 L.s-1 para circulação do eletrólito, e fontes de corrente com saída de 0 a 20 A totais. Como foi constatado que os grafites encontráveis no mercado nacional apresentam comportamento bem diverso, realizou-se um estudo do desempenho de materiais de procedência diferentes, em escala de laboratório. Os eletrodos de grafite foram dispostos, guardando entre si um espaçamento de 5 mm, sobre placas de vidro, ligados, eletricamente, no sistema bipolar. Todas as paredes do reator foram feitas de vidro para que se pudesse observar o seu interior durante e após a operação. De cada vez foram tratados 10 litros de solução contendo o íon metálico, e acidulado na base de 10% em H2S04 (v/v), sendo que o eletrólito era reciclado na célula durante um tempo da ordem de 20 horas. Numa comparação das concentrações calculadas, para diversos tempos, e os dados experimentais reais revela certa discrepância. Tal discrepância parece aceitável nesse tipo de operação. Assim, as concentrações de cobre observadas são, quase sempre, superiores às calculadas. Entretanto, os dois valores convergem à medida que decorre o tempo de eletrólise. Por exemplo, após 15 horas de eletrólise, com uma corrente de operação igual a 20 A, deveria reduzir a concentração de 15.900 ppm para 7,2 ppm, quando o valor observado experimentalmente foi de 9 ppm. Obteve-se, assim, uma conversão de 99%, que como revelaram os estudos, parece ser o valor máximo atingível com o reator construido. Embora essa conversão seja considerada excelente, não parece viável atingir os valores da CETESB apenas numa única operação de eletrólise, e no futuro operações complementares deverão ser procuradas. O cobre recuperado apresenta um custo alto comparativamente com o preço de mercado, permanecendo, como principal vantagem do processo, o benefício ecológico. / An electrochemical reactor, with the aim of recovering metallic ions from waste water, was designed, built and evaluated in laboratory scale. The working conditions concerning to the ion concentrations were based in real operational data. Thus, solutions containing 15,900 ppm Cu2+ ions (0.25 M) were electrolysed with the purpose of obtain a final concentration as near as possible to the limiting value which is allowed by CETESB (Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental), i.e., 1 ppm (15.7 µM). Four commercial graphite plates (600 X 150 X 10 mm), of different origins,were employed as electrodes. A centrifugal pump with capacity equal to 0.3 L.s-1 was used to circulate the electrolyte through the reactor. The electric current was supplied by sources with a maximum output of 20 A. The performance of the different graphite, which are available at the Brazilian market was studied further by means of potentiodynamic experiments, using electrodes with areas of few square millimeters. The reactor was built with glass to make possible visual observations of the inside. Two adjacent electrodes were separated by 5 mm. At each experiment 10 liters of solution containing the metallic ion and 10% H2S04 (v/v) were electrolysed for about 20 hours. The calculated values and the experimental ones, for different electrolysis times, show some deviation. This deviation, however, seems to be reasonable in that kind of experiments. Calculated and experimental values converge to the same limit with time. For example, after 15 hours electrolysis with an operating current of 20 A, the initial concentration, 15,900 ppm, is reduced to 9 ppm, when the calculated value is 7,2 ppm. Thus, a 99% conversion is attained. This is apparently, the limiting value which is attainable with the reactor. Although, this conversion value may be considered very good, it does not seems possible to obtain the limiting value, imposed by CETESS, with a one-step electrochemical operation. The cost of the recovered copper is high compared with the market price. Therefore, the main benefice of process is the ecological one.

Os recursos hídricos representam para a sociedade e o meio ambiente um papel de suma importância. Em termos de sociedade relacionamos os múltiplos usos que se fazem destes, sem esquecer que o principal uso é para o consumo e abastecimento das necessidades primárias. Já em termos de meio ambiente sabemos que são os pilares para o suporte e desenvolvimento da biodiversidade e produção de biomassa na terra. A destinação dos resíduos industriais é uma preocupação na atualidade, e mesmo das indústrias sendo obrigadas a tratar seus resíduos antes de despejá-los nos corpos hídricos, não o estão executando com eficiência. Uma das razões que levam a esta situação é a falta de conhecimento dos efeitos que seus resíduos podem ocasionar, deixando-os em um segundo plano, e o orçamento elevado que se requer para investir em uma estação de tratamento de efluentes, considerando não somente a construção, mas também a demanda que exige a sua manutenção. Cada vez mais a integração dos métodos geoestatísticos, Sensoriamento Remoto e SIG, está sendo utilizado para estudos de contaminação ambiental. Suas vantagens e grande variedade de ferramentas permitem um primeiro acesso qualificado a todas essas questões e informações que são onerosas e às vezes desconhecidas. Indo ao encontro da busca de soluções para esta problemática e, através da técnica de análise de componentes principais, se estabeleceu uma ferramenta adequada para diagnóstico da distribuição espacial de concentração de potencial poluidor dos efluentes industriais, tendo como área de estudo a bacia hidrográfica Taquari-Antas. Um total de 393 indústrias foram classificadas em 24 setores. O potencial poluidor de Metais da água (MA), Tóxicos da água (TA), Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) e Sólidos em Suspensão Totais (SST) para o meio aquático foi estimado através da metodologia The Industrial Pollution Projection System (IPPS). Foram gerados valores para as concentrações dos poluentes para cada mês do ano, utilizando uma série histórica de 26 anos das vazões na bacia. Os padrões temporais para as concentrações mensais foram verificados por meio de testes estatísticos dos modelos ANOVA e testes TukeyHSD, para cada tipo de poluente. A principal tendência temporal encontrada para os quatro tipos de poluentes são a transição do outono para o inverno, onde há uma grande queda dos valores de concentração devido ao aumento da vazão dos rios (época de cheia). Da primavera para o outono os valores vão crescendo novamente até se tornarem os maiores. Na sequência foram gerados mapas de contorno para o potencial poluidor estimado e concentrações mensais além de mapas de classificação das áreas da bacia segundo a legislação do CONAMA. / The water resources represent an important roll for society and the environment. In terms of society we relate the multiple uses that are made of them, without forgetting that their main use is for consumption and supply of primary needs. On the environmental side we know that they are the pillar for the support and development of biodiversity and production of biomass on earth. The destination of the industrial residues are a concern today, despite the industries being obliged to treat their waste before disposing them into any body of water, it’s not being done efficiently. Some of the reasons that lead to this situation are the lack of knowledge of the effects that may result from their residues, pushing them aside. Another reason is the elevated budget required to invest in an industrial wastewater treatment station (ETI), considering not only construction but also the demand that requires its maintenance. Increasingly, the integration of geostatistic methods, Remote Sensing and GIS are being used for environmental contamination studies. Its advantages and wide variety of tools allow an initial quality access to all these matters and information that are costly and sometimes unknown. Seeking solutions of this issue and, through the principal component analysis technique, it has established a suitable tool for the diagnosis of spatial concentration distribution of industrial effluents emissions, having as the subject of study the Taquari-Antas watershed. A total of 393 industries were classified into 24 sectors. Water metals pollution potential (MA), Water Toxics (TA), Biochemical Oxygen Demand (BOD) and Total Suspended Solids (TSS) to water were estimated by The Industrial Pollution Projection System (IPPS) methodology. Values were generated for concentrations of pollutants for each month of the year, using a historical series of 26 years of stream flow in the watershed. The temporal patterns for monthly concentrations were verified by means of statistical tests of ANOVA models and TukeyHSD tests for each type of pollutant. The main temporal trends found for the four types of pollutants are the autumn transition to winter, where there is a decrease of concentration values due to increased river flows (flood season). From spring to autumn the values will grow again till becoming the highest. Following the temporal trends were generated contour maps for estimated pollution potential and monthly concentrations as well as areas of classification maps of the watershed according to CONAMA legislation.

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Engenharia do Ambiente, ramo Tratamento de Águas e Águas Residuais, sob a orientação das Profs. Doutoras Conceição Beça e Lídia Vasconcelos