A indústria siderúrgica gera seus efluentes com altas concentrações de cianeto. O cianeto é uma substância altamente tóxica que deve ser degradada para ser eliminada do efluente, obedecendo a legislação vigente,Resolução CONAMA nº 430 de 13 de maio de 2011, que fixa os padrões para descarte de efluentes nos corpos receptores.O processo convencional de tratamento físico-químico usado para esta tipologia de efluente é a conversão de cianeto em complexo metálico. Entretanto, este processo é normalmente dispendioso e requer tratamento posterior dos subprodutos gerados, bem como da lama gerada contendo o complexo metálico de cianeto.Uma alternativa ao tratamento físico-químico é o uso da biodegradação por alguns gêneros de bactérias, incluindo Pseudomonas. A biodegradação de efluente siderúrgico contendo cianeto pelo processo de lodo ativado, utilizando microrganismos do tratamento biológico existente, torna-se uma alternativa para substituição parcial do tratamento físico-químico convencional. Logo, este trabalho teve por objetivo principal, avaliar a biodegradação de cianeto em um efluente siderúrgico, utilizando lodo ativado da estação de tratamento biológico e lodo liofilizado comercial. Foram realizados ensaios em escala laboratorial e em planta piloto. Em escala laboratorial, a redução da concentração de cianeto utilizando lodo da estação de tratamento biológico foi de 66% e com o lodo liofilizado comercial, a redução foi de 71%. Os resultados de degradação de cianeto na planta piloto, utilizando o lodo da estação de tratamento biológico e o lodo liofilizado, foram redução de 33% e 69%, respectivamente. Os resultados obtidos demonstraram que houve biodegradação de cianeto tanto em escala laboratorial quanto em planta piloto. A biodegradação de cianeto no efluente siderúrgico com concentrações reduzidas de amônia e fenol, sugere que os microrganismos utilizaram o cianeto como fonte de carbono e nitrogênio, aumentando dessa forma, a taxa de degradação. / The steel industry generates its effluents with high concentrations of cyanide. Cyanide is a highly toxic substance that must be degraded to be eliminated from the effluent complying with current legislation, CONAMA Resolution No. 430 of 13 May 2011 laying down the standards for discharge of effluents into bodies receptores. The conventional physicochemical treatment process used for this type of effluent is the conversion of cyanide into metal complex. However, this process is costly and usually requires further treatment of the byproducts generated, as well the generated sludge containing the metal complex of Cyanide. An alternative to physico-chemical treatment is the use of biodegradation for a few genres of bacteria including Pseudomonas. The biodegradation of steel plant effluent containing cyanide by the activated sludge process, using microorganisms of the existing biological treatment, becomes an alternative to partial replacement of conventional physico-chemical treatment. Therefore, this study was aimed to evaluate the biodegradation of cyanide in a steel plant wastewater using activated sludge from biological treatment station and sludge lyophilized commercial. Tests on laboratory scale and pilot plant were performed. In laboratory scale, the concentration reducing of cyanide using sludge from biological treatment plant was 66% and the commercial lyophilized sludge the reduction was 71%. The results of degradation of cyanide in the pilot plant using biological treatment of mud and sludge lyophilized station were reduced by 33% and 69%, respectively. The results showed that there was biodegradation of cyanide in laboratory scale and pilot plant. The biodegradation of the steel plant cyanide effluent with reduced concentrations of ammonia and phenol, suggests that the microorganisms used the cyanide as source of carbon and nitrogen, thus increasing the rate of degradation.

Made available in DSpace on 2016-08-10T10:55:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ALINE CRISTINA BATISTA RESENDE.pdf: 921510 bytes, checksum: b4208f02be180566c75ce748e7f29585 (MD5) Previous issue date: 2009-03-27 / Introduction: The emergence of antimicrobial-resistant genes is becoming an increasingly important ecological issue. The selective pressure of antimicrobials is a significant factor in the selection and dissemination of resistance genes in the environment. Objective: The objective of this present study was to detect, isolate and identify Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter spp., Klebsiella pneumoniae and Escherichia coli in the sewage effluents of 10 hospitals located in Goiânia and to assess the susceptibility profile of the isolated microorganisms. Methodology: The samples collected in the hospital effluents and from the Goiânia sewage treatment station were identified using biochemical tests, Gram-staining, microscopy, motility-indole-ornithine (MIO) medium, urea, catalase, oxidase, TAF, API 20E, API STAPH (Bio Merieux) and bile-esculin agar. Following identification, the profile of susceptibility to the antimicrobials was evaluated using the agar diffusion disk susceptibility test, later classified according to the NCCLS (2002). Next, the E. coli strains were analyzed regards the possibility extended spectrum β-lactamase production (ESBL), using phenotypic tests. Results: A total of 73 microorganisms gram-negative were identified including 10 strains of E. coli (14,92 por cent), 10 strains of K. pneumoniae (14,92 por cent), 3 of P. aeruginosa (4.47 ´por cent) and 1 of A. baumannii (1.49 por cent). The E. coli strains presented 100 por cent total resistance to aztreonam, 40 por cent to ampicillin, 30 por cent to piperacillin, 20% to ciprofloxacin and 10 por cent to gentamicin. None of the aztreonam-resistant E. coli strains were identified as being extended spectrum Beta-lactamase producers. P. aeruginosa presented 100 por cent resistance to ampicillin-sulbactam and 100 por cent intermediary resistance to gentamicin. Strains of K. pneumoniae were resistant to ampicillin (70 por cent) and to piperacillin (20 por cent). Additionally, 50 por cent showed intermediate resistance to piperacillin. No cases of total resistance were detected in the sample of A. baumannii, which presented only intermediary resistance to aztreonam and ceftriaxone. Conclusion: The E. coli, P. aeruginosa, K. pneumoniae and A. baumannii isolates showed low resistance rates. None of the bacterial strains produced ESBL or carbapenems. The samples of A. baumannii had the highest susceptibility profile of all the microorganisms isolated. / INTRODUÇÃO: A emergência de genes de resistência antimicrobiana está cada vez mais se tornando um problema ecológico. A pressão seletiva dos antimicrobianos é um importante fator de seleção e disseminação dos genes de resistência no meio ambiente. OBJETIVO: O presente trabalho teve como objetivo a detecção, o isolamento e identificação de Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter spp., klebsiella pneumoniae e Escherichia coli de efluentes de esgoto de 10 hospitais localizados em Goiânia e a caracterização do perfil de susceptibilidade dos microrganismos isolados. METODOLOGIA: As amostras coletadas nos efluentes hospitalares e da Estação de Tratamento de Esgoto de Goiânia (ETE) foram identificadas e analisadas quanto ao perfil de susceptibilidade aos antimicrobianos, por provas bioquimicas, com a coloração de Gram, bacterioscopia, teste de motilidade (MIO), uréia, catalase, oxidase, TAF, API 20E, API STAPH (Bio Merieux) e teste de bilesculina. Após a identificação, a avaliação do perfil de susceptibilidade aos antimicrobianos foi realizada através do método de antibiograma em placa, e depois classificada de acordo com o NCCLS (2002). Posteriormente, as cepas de E.coli foram analisadas quanto a possível produção de Beta-lactamase de amplo espectro (ESBL), utilizando-se testes fenotípicos. RESULTADOS: Foram identificados 73 microrganismos gramnegativos, dentre estes 10(14,92 por cento) E.coli, 10(14,92 por cento) K.pneumoniae, 3(4,47 por cento) P.aeruginosa e 1(1,49 por cento) A.baumannii. As cepas de E.coli apresentaram 100 por cento de resistência total ao aztreonam, 40 por cento à ampicilina, 30 por cento à piperacilina, 20 por cento à ciprofloxacina, 10 por cento à gentamicina. Nenhuma cepa de E.coli resistente ao aztreonam foi identificada como produtora de β-lactamase de espectro ampliado (ESBL). P.aeruginosa apresentou 100% de resistência à ampicilina-sulbactam e 100 por cento apresentaram resistência intermediária à gentamicina. 70 por cento das cepas de K.pneumoniae apresentaram resitência à ampicilina e 50 por cento apresentaram resistência intermediária a este mesmo antimicrobiano. Nenhuma resistência total foi detectada na amostra de A.baumannii apresentando apenas resistência intermediária ao aztreonam e a ceftriaxona. CONCLUSÃO: As amostras de E.coli, P.aeruginosa, K.pneumoniae e A.baumannii apresentaram baixas taxas de resistência aos antimicrobianos, em nenhum dos isolados foi detectada a produção de Beta-lactamase de espectro ampliado e carbapenemase e as amostras de A.baumannii apresentaram o maior perfil de susceptibilidade entre todos os microrganismos isolados.

Com o objetivo de aplicar e avaliar a viabilidade de uso dos métodos disponíveis com organismos marinhos, no controle da toxicidade de efluentes líquidos que são lançados em ambientes estuarinos, foram realizados testes de toxicidade aguda com os crustáceos Mysidopsis juniae, Artemia sp, Temora stylifera e Acartia IiIljeborgi e testes de toxicidade crônica de curta duração com o equinodermo Lytechinus variegatus, utilizando-se os efluentes industriais de uma indústria siderúrgica, COSIPA e uma fábrica de fertilizantes, ULTRAFÉRTIL/JARDIM SÃO MARCOS, ambos lançados no estuário do Rio Cubatão. Dentre os organismos-testes utilizados, para avaliação do efeito tóxico agudo, o misidáceo M. juniae foi o mais sensível para ambos os efluentes, sendo que Artemia sp foi o menos sensível. Testes de toxicidade crônica com L. variegatus também se mostraram bastante úteis para avaliação de efeitos subletais. Os efluentes analisados apresentaram grande variabilidade durante o período de estudo, o que foi evidenciado através do cálculo do coeficiente de variação para testes com M. juniae. Foi avaliado, também, o efeito da salinidade sobre a sensibilidade dos crustáceos M. juniae e Artemia sp a agentes químicos (zinco e DSS) e aos efluentes industriais. A salinidade não interferiu significativamente nos resultados observados, com exceção de um experimento realizado a 15x10-3 com Artemia sp, com o efluente da COSIPA. Verificou-se, ainda, o possível efeito da utilização de salmoura obtida através dos processos de congelamento e evaporação da água do mar, sendo que o primeiro processo foi indicado para salinização de efluentes. / Acute toxicity tests with the crustaceans Mysidopsis juniae, Anemia sp, Temora stylifera e Acartia lilljeborgi and short-term chronic toxicity test with the echinoderm Lytechinus variegatus were conducted with the objective of evaluating the appropriateness of their application for the control of liquid effluents disposed off in estuarine environments. Effluents of a siderurgic industry, COSIPA, and of a fertilizer plant, ULTRAFÉRTIL/JARDIM SÃO MARCOS, were used. Both are discharged into the estuary of Cubatão river. The test with M. juniae was the most sensitive of the acute methods, for both kinds of effluents, while that with Artemia sp was the least sensitive. Chronic toxicity test with L. variegatus showed to be very useful for the evaluation of sublethal effects. The different effluent samples of both industries had great variability in their toxic effects, along the different sampling periods, as was evidenced by the high coefficient of variation for tests with M. juniae. The effects of salinity on the sensitivity of M. juniae and Artemia sp to chemicals (zinc and DSS) and to the industrial effluents, was evaluated. Salinity did not signifieantly affect the test results, except for the experiment conducted at 15x10-3 with Artemia sp, with the effluent from the siderurgic industry. The possible effect of the use of brine, obtained by freezing or evaporating sea water, was also analyzed. Freezing was the recommended procedure to salinize effluents.

As cidades e as atividades industriais e agrícolas geram uma infinidade de substâncias, muitas vezes desconhecidas, que quando lançadas nos corpos de água receptores podem por em risco a biota local e até mesmo a saúde humana. O presente trabalho avaliou o estado de degradação ambiental nas bacias dos rios Piracicaba, Mogi Guaçu (ambas no estado de São Paulo) e Tibagi (estado do Paraná), tendo como ferramentas os testes de toxicidade de sedimentos com peixes, em laboratório e in situ, análises histopatológicas dos animais expostos e análises físicas e químicas da água e do sedimento. Foram realizadas, ainda, análises das alterações histológicas em peixes expostos ao efluente final de indústria de papel e celulose, atividade presente nas três bacias estudadas. Os organismos-teste selecionados foram a espécie nativa de peixe Serrapinnus notomelas (Characiformes, Characidae) e a espécie padronizada, exótica, Danio rerio (Cypriniformes, Cyprinidae). As preparações histológicas foram realizadas com os peixes inteiros, possibilitando a análise dos órgãos-alvo brânquias, rim e fígado, em um mesmo corte. Nenhum organismo morreu após 96 horas de exposição às amostras de sedimento. No entanto, as análises histológicas revelaram alterações importantes, as quais foram sistematizadas para o cálculo do Índice de Alterações Histológicas (IAH) e do Valor Médio de Alterações (VMA), por órgão e por espécie, para cada localidade estudada. Os sedimentos provenientes das localidades de Sumaré (rio Atibaia) e de Piracicaba (rio Piracicaba) foram os mais tóxicos a ambas as espécies, de acordo com os índices calculados, seguidos pelos sedimentos de Campinas (rio Atibaia), Limeira (rio Jaguari) e Americana (rio Piracicaba). Os sedimentos da bacia do rio Mogi Guaçu foram menos tóxicos, mas aqueles provenientes das localidades Mogi Guaçu e Luiz Antônio (ambos a jusante de indústrias de papel e celulose) provocaram alterações renais e hepáticas significativas em D. rerio. Apesar de terem sido observadas alterações importantes nos peixes de ambas as espécies, expostas aos sedimentos da bacia do rio Tibagi, estas não foram tão intensas e freqüentes como aquelas observadas nos peixes expostos aos sedimentos das localidades das outras bacias hidrográficas. As análises físicas e químicas comprovaram a crítica situação de degradação do ambiente aquático na bacia do rio Piracicaba e alertam para os cuidados que deverão ser tomados com relação a esta e às bacias dos rios Mogi-Guaçu e Tibagi, cujos recursos estão sendo cada dia mais explorados. As graves alterações observadas nas brânquias, rim e fígado dos peixes expostos ao efluente de indústria de papel e celulose indicaram que o monitoramento da toxicidade desse tipo de efluente deve ser realizado por ferramentas mais sensíveis, tais como as análises histopatológicas em peixes. / Urban and industrial activities generate a large number of substances, frequently unknown, that if discharged into water body receptors can put at risk the whole aquatic biota, as well as human health. The present work evaluated the state of environmental degradation in the basins of rivers Piracicaba, Mogi Guaçu (both in São Paulo state) and Tibagi (Paraná state), using as tools the toxicity tests with sediments and fishes as test-organisms, for both laboratory and in situ evaluations, together with histopathological analyses of exposed animals and chemical and physical analysis of sediments and water. Also, histological alterations in fishes exposed to the final pulp-mill effluent were analyzed. The species selected as test-organisms were the native species of fish Serrapinnus notomelas (Characiformes, Characidae) and the standard exotic species Danio rerio (Cypriniformes, Cyprinidae). Hystological preparations were performed with whole fish specimens, what allowed the analysis of the target-organs: gills, kidney and liver in the same section. No fish mortality was found after 96 hours exposition to the sediment samples. Nevertheless histological analyses revealed important alterations, which were used to calculate the histological alteration index (IAH) and the mean value of alterations (VMA), for each organ and species, in each locality evaluated. Sediments coming from Sumaré (Atibaia river) and Piracicaba (Piracicaba river) were the most toxic to both species, according to the calculated index, followed by the sediments from Campinas (Atibaia river), Limeira (Jaguari river) and Americana (Piracicaba river). The sediments of Mogi Guaçu riber basin had a lower toxicity, but those coming from Mogi Guaçu and Luiz Antônio (both localities placed downstream pulp-mill plants) have caused significant alterations in kidney and liver of D. rerio. Although important alterations were found for both species of fish exposed to the sediments from Tibagi river basin, these were not as intense and frequent as those observed in the fishes exposed to the sediment from the other localities studied. Physical and chemical analysis corroborated the critical degree of environmental degradation of Piracicaba river basin and must be considered as an early warning for the measures that must be taken in relation to this and also to Mogi-Guaçu and Tibagi basins, where resources are increasingly being overexploited. The severe damage found in gills, kidney and liver of fishes exposed to the pulp-mill effluent suggest that monitoring this type of effluent must include a high sensibility tool, as the histopatological analysis on fish.

A proposta desta pesquisa foi avaliar a utilização de um sistema combinado de filtro anaeróbio (FAN) com filtro aeróbio (FAE) submerso ligados em série, ambos usando espuma de poliuretano como meio suporte e com fluxo ascendente, como alternativa para remoção matéria orgânica (DQO) e compostos nitrogenados em efluentes de refinarias de petróleo, além da redução da toxicidade do efluente ao micro crustáceo Mysidopsis juniae. O experimento durou 324 dias e foi divido em duas etapas. Inicialmente, o sistema foi operado por 129 dias sem recirculação entre os filtros e nesta etapa houve acréscimo de 12% nas concentrações de amônia no FAN e remoção de 80% no FAE. Quando se usou bicarbonato de sódio para alcalinizar o afluente ao sistema para manter o pH no FAE na neutralidade e alcalinidade acima de 107 mg\'CA\'CO IND.3\'/L, pôde-se alcançar remoções de amônia próxima a 100%. Quanto à remoção de DQO, o filtro anaeróbio removeu 40% e o aeróbio 65%. Em síntese, na primeira etapa o sistema removeu 80% de DQO, 89% de amônia e 35% de nitrogênio. A segunda etapa durou 195 dias e houve recirculação do efluente do filtro aeróbio para o filtro anaeróbio. Nesta etapa, o pH foi mantido na neutralidade e a recirculação foi feita de duas formas. A primeira com recirculação direta entre os filtros a uma razão (R) de reciclo de 2,0 resultou em 43% de remoção de amônia no FAN e 97% no FAE e com esta forma de reciclo houve 62,6% de remoção de nitrogênio total no sistema. A segunda forma de recirculação foi direcionar parte do efluente do filtro aeróbio ao reservatório do afluente ao sistema com R igual a 1,0 resultando em produção de amônia no FAN em 10% e remoção no FAE de, aproximadamente, 100%. Independentemente da forma de recirculação a remoção de DQO foi de 67% e 56% no filtro anaeróbio e aeróbio, respectivamente. A remoção de nitratos no FAN foi de 93% e foi independente da forma de reciclo. Houve 42,5% de remoção de nitrogênio no sistema. Na segunda etapa obtiveram-se as melhores remoções de DQO, amônia e nitrogênio, porém, tanto o afluente quanto o efluente final apresentou CL50 de 0,83% ao microcrustáceo M. juniae, assim, ambas as formas do efluente estão em desacordo com a resolução CONAMA 357/05. Os gêneros Aeromonas, Serratia e Pseudomonas foram dominantes no FAE ao fim da pesquisa. / The purpose of this study was to evaluate the use of a combined system comprised of an anaerobic filter (ANF) and a submerged aerobic filter (SAF) connected in series, both using polyurethane foam as support media and operated in a upflow mode, as an alternative for removing organic matter (COD) and nitrogen compounds in effluents from oil refineries, as well as reducing effluent toxicity to micro crustacean Mysidopsis juniae. The experiment lasted 324 days and was divided into two stages. Initially, the system was operated for 129 days without recirculation between the filters. During this stage, there was an increase of 12% on the ammonia content in the ANF followed by a removal of 80% in the SAF. When sodium bicarbonate was used to alkalize the influent to maintain the pH in the ANF close to neutral and alkalinity above 107 mg\'CA\'CO IND.3\'/L, the removal efficiency of ammonia reached values close to 100%. Regarding to COD removal, the ANF removed 40% and SAF removed 65%. In summary, in the first stage of the research the system removed 80% of COD, 89% of ammonia and 35% of nitrogen. The second stage lasted 195 days and there was a recirculation line from the SAF to the ANF. In this step, the pH was maintained close to neutral and recirculation was done in two different ways. In the first, the recirculation flow was conducted from the SAF direct to the ANF at a rate of 2.0, which resulted in 43% removal of ammonia in the ANF and 97% in the SAF. Moreover, with this form of recycling 62.6% of the total nitrogen was removed from the system. The second way was to direct part of the effluent of the SAF to the tank that contained the influent of the ANF. In this case, the recirculation rate was 1.0, and resulted in a production of 10% of ammonia in the ANF and removal of approximately 100% in the SAF. Independently of the way used for recirculation, the COD removal efficiencies was 67% and 56% in ANF and SAF, respectively. The removal of nitrate in the ANF was 93% and was independent of the form of recycling. There was a 42.5% removal of nitrogen in the system. In the second stage occurred the best removals of COD, ammonia and nitrogen. However, both the affluent and the effluent had LC50 of 0.83% to microcrustacean M. juniae. Therfore, both forms of the effluent are in disagreement with the Brazilian law Resolução CONAMA 357/05. The Aeromonas, Serratia and Pseudomonas were dominant in the SAF at the end of research.

O presente trabalho objetivou estudar aspectos relacionados ao projeto de processos de tratamento de águas efluentes industriais baseados em reatores fotoquímicos. Estudou-se uma unidade de tratamento constituída por um reator solar tubular com coletores parabólicos compostos, o qual opera acoplado a um reator com lâmpadas do tipo tanque. O modelo matemático para simulação do processo foi adaptado a partir dos resultados experimentais obtidos em trabalhos anteriores da equipe de pesquisa deste Departamento, principalmente por Ribeiro (2009). O modelo matemático foi validado por meio de simulações para o sistema operando em regime transiente. O modelo matemático foi adaptado à configuração aqui estudada, de modo a poder ser aplicado ao sistema de reatores operando em regime contínuo, isto é, com alimentação e retirada de material constantes ao longo do tempo. Foi realizado, inicialmente, um estudo de sensibilidade desse modelo em relação às variáveis de processo, baseado em simulações para volumes diferentes do reator solar e reator multi-lâmpadas. A otimização do sistema teve o objetivo de selecionar as configurações do sistema que representam mínimo custo, para os diferentes cenários estudados, para uma concentração especificada de contaminante na corrente de saída. O problema de otimização foi baseado no método da função de penalidade, em que a função de restrição é inserida na função objetivo, transformando assim o problema de otimização num problema irrestrito. O procedimento de busca utiliza o Método Simplex modificado de Nelder e Mead. Para os diferentes cenários estudados, foi comprovado que o fator determinante do custo horário de tratamento fotoquímico é o custo do reagente peróxido de hidrogênio, seguido pelo custo de energia elétrica, custo de investimento do reator de lâmpadas, custo de investimento do reator e das bombas e, por último, o custo de investimento do reator solar. A imposição de limites mais rigorosos para a concentração de saída do efluente faz com que o custo de tratamento seja proibitivo. Portanto, nestes casos é mais interessante, do ponto de vista econômico, utilizar primeiro o processo foto-Fenton até o efluente atingir o limite de biodegradabilidade de 300 mgC/L e, em seguida, submeter este efluente ao tratamento biológico (de menor custo). / The aim of the present study was to investigate aspects related to the design of processes for treating industrial wastewater based on photochemical reactors. The system consisted of a solar tubular reactor with compound parabolic collectors, which operates connected to a multi-lamp stirred tank reactor. The mathematical model for simulating the process was adapted from previous results obtained by the research team of this Department, mainly by Ribeiro (2009). The model was validated by comparing simulation and experimental results obtained with a pilot plant operating in transient regime. The mathematical model was adapted to the configuration in this paper, so that it could be applied to the reactor system operating in continuous regime, i.e., with constant flow rate of the input and output streams. A sensitivity analysis of this model was carried out in relation to process variables, based on simulations for different volumes of the solar reactor and multi-lamp reactor. The optimization of the system aimed to select configurations that represent minimum cost for different scenarios studied for a specified output contaminant concentration. The optimization was based on the penalty function method, in which the restriction function was inserted in the objective function, so as to transform the optimization problem into an unconstrained one. The search procedure was based on the modified Simplex method of Nelder and Mead. For the different scenarios studied, it was verified that the determining factor affecting the treatment cost is the cost of hydrogen peroxide, followed by the electricity cost, investment cost of the lamp reactor, investment cost of pumps and of the solar reactor. The treatment cost increases significantly when lower concentration limits are specified for the output stream. Therefore, as a general recommendation, it is more advantageous from the economic point of view to use the photo-Fenton process until the pollutant concentration is decreased to the threshold of biodegradability (adopted as 300mgC/L in the present study) and then submitting it to a biological treatment.

A indústria têxtil é caracterizada por seu grande consumo de água e descarte de efluentes. Nesse trabalho foram mapeadas as oportunidades de reúso de água dentro da indústria têxtil de estudo. A partir desse mapeamento e dos requisitos de cada uso, foi proposto o reúso de água para lavagem de pisos e equipamentos; irrigação de jardim; preparo de banhos de tingimento e banho químico; preparo de goma; uso nas caixas de lavagem do processo de tingimento; torre de resfriamento; e descarga em vasos sanitários. O maior consumo de água ocorre no tingimento dos fios. Atualmente todo efluente gerado por esse processo é encaminhado para a Estação de Tratamento de Águas Residuárias (ETAR) e tratado por flotação por ar dissolvido (FAD). O efluente da ETAR não apresenta características que possibilitem o reúso, para isso foi estudado o uso de filtração sob pressão por membranas. Foram testadas cinco combinações diferentes de membrana envolvendo membranas de microfiltração (MF), ultrafiltração (UF) e nanofiltração (NF). A melhor configuração foi usando membrana de MF (0,05 μm) seguida de membrana de NF (200 Da) . A membrana de NF foi capaz de remover em média 68% de cálcio, 45% de condutividade, 35% da DBO bruta, 40% da DQO bruta, 62% de dureza, 48% de magnésio, 42% dos SDT, 74% de sulfato e 36% de turbidez. No entanto, o permeado não apresentou qualidade adequada para reúso direto nos processos de tigimento da indústria, pois apresentou uma elevada concentração de matéria orgância (DBO bruta 1.266 mg O2.L-1) e sais (condutividade: 8.000 μS cm-1), sendo recomendável estudos adicionais com incorporação de etapa de tratamento biológico anterior à filtração em membranas de osmose reversa, ou até mesmo de nanofiltração com eventual posterior diluição, para se avaliar a possibilidade de reúso direto no processo de tingimento. Por outro lado, a água obtida após a filtração em membrana de MF apresenta qualidade compatível com reúso para lavagens de pisos e equipamentos e descargas em vasos sanitários. / The textile industry is characterized by high consumption of water and the disposal of effluents. In this work, it was mapped the opportunities for water reuse in a tipical textile industry placed in São Carlos City, Brazil. Using the mapping and the requirements of each use, it was proposed the reuse of water to wash floors and equipment; garden irrigation; preparation of dyeing baths and chemical bath; preparation of sizing; use in the washing of the dyeing process; cooling tower; and discharged into toilets. The highest water consumption occurs in dyeing process. Currently all effluent generated by this process is sent to the Wastewater treatment plant (WWTP) of the industry and treated by dissolved air flotation (DAF). The effluent of the WWTP does not have characteristics that make possible the reuse, for this it was studied the use of filtration under pressure by membranes. Five different membrane combinations involving microfiltration (MF), ultrafiltration (UF) and nanofiltration (NF) membranes were tested. The best configuration was using a MF membrane (0.05 μm) followed by NF membrane (200 Da). The NF membrane was able to remove on average 68% of calcium, 45% of conductivity, 35% of crude BOD, 40% of crude COD, 62% of hardness, 48% of magnesium, 42% of SDT, 74% of Sulfate and 36% turbidity, however, the permeate does not have sufficient quality for direct reuse in the dying process, because it presents a high concentration of organic matter (gross BOD 1,266 mg O2.L-1) and salts (conductivity: 8.000 μS cm-1), but it is recommended that additional studies incorporate a biological treatment step prior to filtration in reverse osmosis membranes, or even nanofiltration with eventual dilution, to evaluate the possibility of direct reuse in the dyeing process. On the other hand, the water obtained after MF membrane filtration presents quality compatible with reuse for floor washes and equipment and discharges in toilets.

Orientador: Tsunao Matsumoto / Banca: Alexandre Ninhaus Silveira / Banca: Katt Reginal Lapa / Resumo: Sistemas de Recirculação para Aquicultura (SRA) possibilitam um meio alternativo de produção de peixes para áreas com limitada disponibilidade de água. Estes sistemas de cultivo intensivo de peixes oferecem potencial de produção em pequena escala assim como em grande escala, devido a recuperação de efluentes e a reutilização da água, produzindo volumes relativamente pequenos de resíduos líquidos e sólidos. O objetivo deste estudo foi determinar a eficácia do tratamento de águas residuárias em relação à remoção de Nitrogênio Amoniacal Total (NAT), Sólidos Totais (ST), Sólidos Suspensos Totais (SST), Demanda Química de Oxigênio (DQO) e Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO5), Nitrogênio total (NT) e Fósforo Total (FT). Para tanto, foram introduzidos Tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus), com 0,323kg de peso médio inicial e 17 kg m-3 de densidade de armazenamento inicial no SRA experimental. O SRA era composto de 03 tanques de plástico com capacidade de 0,20 m3, Decantador de Coluna (DC), o reator de leito fluidizado aeróbio com circulação em tubos concêntricos (BAS-CT), tendo como meio de suporte a areia de diâmetro efetivo (D10) = 0,29 mm e na sequência reator de transferência de oxigênio e remoção de CO2. A eficiência na remoção do NAT no reator BAS-CT no período de aclimatação e de estabilização foi 31,0% e 35,2%, respectivamente. A remoção de ST e SST foi de 44,44% e 71,71%, respectivamente. A eficiência alcançada de remoção no SRA da DQO foi de 64,90% e de 48,01% para DBO5. Os valores médios de remoção do NT e FT no SRA foram de 25,02% e 41,05%, respectivamente. Estes resultados indicaram que o tratamento de águas residuárias de aquicultura proposto neste estudo através do BAS-CT associado ao DC tem evitado elevadas concentrações e acumulação de poluentes dentro do SRA / Abstract: Recirculating aquaculture systems (RAS) offer an alternative means of fish production for areas that to have limited water and land availability. RAS are a highly intensive fish culture systems and offer potential production units for small and large scale operations. For effluent recovery and treated water reuse, RAS produce relatively small volumes of liquid and solids wastes. The objective of this study were to determine the efficiency of the wastewater treatment with recommended to removal of Total Ammonia Nitrogen (TAN), Total Solids (TS), Total Suspended Solids (TSS), Chemical Oxygen Demand (COD) and Biochemical Oxygen Demand (BOD5), Total Nitrogen (TN) and Total Phosphorus (TP). In this study was cultivating the Nile Tilapia (Oreochromis niloticus) with 0.323kg initial average weight and 17 kg m-3 initial storage density, cultivated in RAS. The RAS was composed with 03 plastic tanks with capacity of 0.20 m3 in each, column settler (CS), aerobic fluidized bed reactor with concentric tubes circulation (BAS-CT) with sand bed support of effective diameter (D10) of 0.29 mm and oxygen transfer-CO2 removal reactor. NAT removal efficiency was in acclimation and stabilized periods in BAS-CT reactor were 31.0% and 35.2% respectively. TS and TSS removal was 44.44% and 71.71% respectively. In this RAS, the COD removal efficiency reached was 64.90% and 48.01% for BOD5. The average removal in the NT and FT in the RAS were 25.02% and 41.05% respectively. These results indicate that aquaculture wastewater treatment proposed in this study by BAS-CT associated to CS prevents high concentrations and accumulating of pollutants within the SRA

Orientador: Gustavo Henrique Ribeiro da Silva / Banca: Jorge Hamada / Banca: Luiz Antônio Daniel / Resumo: Esta pesquisa teve por objetivo principal estudar a desinfecção de esgoto sanitário proveniente do tratamento de uma nova configuração de um reator compartilhamentado aneróbio/aeróbio e de alagados construídos, utilizando o ozônio e peroxônio. Avaliaram-se como estes atuam no processo de oxidação e inativação de coliformes totais e Escherichia coli, comparando suas eficiências e a formação do formaldeído, que é principal aldeído formado durante a aplicação de ozônio e peroxônio para desinfecção. A formação de formaldeído foi fortemente da dose de ozônio, porém um tempo de contato maior também favoreceu uma maior formação de formaldeído, mesmo que não significativa segundo os testes estatísticos aplicados. Os ensaios de peroxização com uma dose de 5 mg O3 L-1 promoveram uma média de formação de formaldeído maior que quando apenas aplicando somente a mesma dose de ozônio. Com uma dose de 8 e 10 mg O3 L-1, a formação de formaldeído foi em geral menor que quando aplicada durante somente a mesma dose de ozônio. Ou seja, doses maiores de ozônio durante a peroxização favoreceram uma menor concentração de formaldeído no efluente final. Todos os ensaios de ozonização e peroxização promoveram concentrações de formaldeído que estavam dentro do limite imposto pela OMS (água potável). Tanto para o efluente proveniente dos A.C. quanto do reator compartimentado, doses maiores de ozônio ou um tempo de contato maior não favoreceu uma inativação significativamente maior. A inativação de E. coli, no efluente proveniente do reator compartilhamentado, não foi superior ao se adicionar peróxido de hidrogênio. Já a inativação de coliformes totais foi na maioria dos testes superior aos resultados encontrado quando aplicado somente ozônio, sendo que o consumo de ozônio durante a peroxização foi menor que na ozonização. Pode assim concluir que a adição de peróxido de hidrogênio foi à... / Abstract: This research was aimed to study the disinfection of wastewater from treatment by a new configuration of an anaerobic/aerobic baffled reactor and by constructed wetlands, using ozone and peroxone. Were avaluated how these processes acted in the oxidation and inactivation of total coliforms and Eschechia coli, comparing their efficiency and formation of formaldehyde, which is the main aldehyde formed during the application of ozone and peroxone for disinfection. The formation of frmaldehyde was strongly depend on the dose of ozone, by a longer contact time also favored an increased in the formation of formaldehyde, even not significant according to the statistical tests applied. Peroxidation tests with a dose of 5 mg O3L-1 promoted a higher average formation of formaldehyde than when applying only just the same dose of ozone. For doses of 8 and 10 mg O3L-1, the formation of formaldehyde was generally smaller than when applied just the same dose of ozone. I.e., higher ozone doses during peroxidation favored a lower formaldehyde concentration in the final effluent. All tests ozonation and peroxidation promoted formaldehyde concentrations that were within the limit imposed by WHO (drinking water). For both the effluent from the C.W. as the anaerobic/aerobic baffled reactor, higher ozone doses or a longer contact time did not favor a significantly higher inactivation. Inactivation of Escherichia coli in effluent from the anaerobic/aerobic baffled reactor was no better when added hydrogen peroxide. The inactivation of total coliforms was higher in most of the tests when applied just ozone, and the consumption of ozone during peroxidation was lower than in ozonation tests. This way, is possible to conclude that the addition of hydrogen peroxide was favorable to the inactivation of total coliforms. For the effluent from the anerobic/aerobic baffled reactor only with the application of ozone was required a dose of 8 mg O3 L-1 for the effluent... / Mestre

Dentre as atividades realizadas pelas indústrias metalúrgicas, destaca-se o forjamento, onde o aço é processado em prensas sob altas temperaturas, resultando na conformação do mesmo no formato desejado. Durante o forjamento, é necessária a aplicação de um lubrificante sobre a peça a fim de reduzir o atrito metal-metal, possibilitando a remoção da peça forjada do interior da matriz. O lubrificante também tem a função de arrefecer, proteger e prolongar a vida útil das matrizes. O lubrificante à base de grafite, por possuir baixo custo, é o mais comum, sendo empregado em cerca de 80% das forjarias. Esses lubrificantes são, historicamente, produzidos em base óleo e, atualmente, também em base água. Após alguns ciclos no processo de conformação, esses lubrificantes são descartados e se juntam à água de lavagem de máquinas, matrizes, pisos e demais águas residuais, gerando um efluente de considerável complexidade que precisa ser tratado a fim de que sejam atendidos os parâmetros de emissões estabelecidos pela legislação. Neste contexto, o objetivo geral desta pesquisa foi desenvolver um tratamento para efluente oriundo da forjaria empregando lubrificantes grafíticos em base água. Amostras de efluentes foram coletadas e caracterizadas em relação aos parâmetros previstos na licença de operação (LO) - pH, sólidos suspensos, sulfetos, DQO, DBO, P, N, Al, B, Pb, Cu, Fe, Ni, Zn e óleos e graxas. Estudos mais detalhados foram realizados em uma amostra, onde se mediram a tensão superficial, a distribuição granulométrica, o potencial zeta e o ângulo de contato entre as fases grafite/água/ar. Essa amostra foi submetida a estudos de tratamento de efluentes por coagulação-floculação seguido de sedimentação ou flotação por ar dissolvido para a remoção dos sólidos suspensos. O lodo gerado foi caracterizado em termos do teor de água e a fase sólida em relação a análise imediata, composição elementar, composição cristalina e poder calorífico. Os resultados demonstraram que o efluente de forjaria base água apresenta uma alta concentração de sólidos suspensos, basicamente partículas de grafite na faixa granulométrica de 1,9 a 13,6 μm. O processo de tratamento do efluente deve iniciar pela remoção do material suspenso, que pode ser realizado por coagulação-floculação. A coagulação foi realizada com sucesso empregando uma concentração de 360 mg Al/L na forma de PAC e 25 mg/L de polímero floculante (poliacrilamida catiônica). Testes com coagulantes a base de ferro também foram realizados com resultados satisfatórios, mas apresentando coloração ao final do tratamento. A separação dos flocos pode ser realizada tanto por sedimentação como por FAD, entretanto a alta concentração de sólidos exige deste último uma alta taxa de reciclo e uma pressão de saturação elevada. O lodo gerado do tratamento em laboratório, tanto PAC quanto cloreto férrico, apresenta teores de carbono acima de 70%. O material é enriquecido em grafite, o que abre um leque de possibilidades para sua destinação, que pode ser em: lubrificantes, eletrodos, material energético para cimenteiras e termoelétricas e síntese de diamantes. A análise elementar demonstrou um teor de cinzas de 20%, teor de matéria volátil de 8% e carbono fixo de 72%. O poder calorífico é da ordem de 6200 cal/g. Testes em escala industrial comprovaram a eficiência do tratamento por coagulação-floculação com PAC e polímero catiônico, seguido das etapas de sedimentação e filtração, com valores de eficiência de tratamento superiores a 90% para a maioria dos parâmetros previstos na licença de operação. Conclui-se que há benefícios operacionais, ambientais e econômicos na substituição do lubrificante de grafite base óleo pelo lubrificante base água, pois há a redução da carga poluidora, simplificação do processo de tratamento, economia em reagentes e a possibilidade de obtenção de um lodo rico em grafite. / Among the activities performed by metallurgical industries, forging excels, where the steel is processed in presses using high temperatures, resulting in a conformation of the desired format. During forging, it is necessary to apply a lubricant over the part in order to reduce metal-to-metal friction, making it possible to remove the forged part from the inner die. Lubricant also has the function of cooling, protecting and prolonging the life of the dies. Because graphite based lubricant has the lowest cost, it is the most common lubricant, being used in about 80% of the forging. Historically, these lubricants have been produced on an oil-based basis and are now also produced in based water. After a few cycles in the forming process, these lubricants are disposed and are mixed to the water of washing the machines, dies, floors and other waste water. It generates an effluent of considerable complexity that needs to be treated in order to meet the emission parameters established by the agency laws. In this context, the objective of this research was to develop a treatment for the effluent from the forging using graphite water based lubricants. Samples of the effluent were collected and characterized in the parameters of the operating license (LO) - pH, suspended solids, sulfides, COD, BOD, P, N, Al, B, Pb, Cu, Fe, Ni, Zn and oils and greases. More detailed studies were carried out in one sample, where were measured surface tension, particle size distribution, the zeta potential and contact angle between the graphite / water / air phases. This sample was submitted to effluent treatment by coagulation-flocculation followed by sedimentation or flotation by dissolved air for the removal of suspended solids. The sludge generated was characterized in terms of the water content and the solid phase in immediate analysis, elemental composition, crystalline composition and calorific value. The results showed that the water based forging effluent presents a high concentration of suspended solids, basically graphite particles in the size range of 1.9 to 13.6 μm. The treatment of the effluent should begin by the removal of the suspended material, which can be carried out by coagulation-flocculation. Coagulation was successfully performed using a concentration of 360 mg Al / L in PAC (aluminum polychloride) and 25 mg / L of flocculating polymer (cationic polyacrylamide). Tests with iron-based coagulants were also performed with satisfactory results, but presented coloration at the end of treatment. The separation of the suspension can be achieved either by sedimentation or by DAF (Dissolved Air Flotation). However the high concentration of solids requires a high recycle rate and a high saturation pressure. The sludge generated from the laboratory treatment, both PAC and ferric chloride, contained carbon above 70%. The material is enriched in graphite, which opens a range of possibilities for its destination, which can be in: lubricants, electrodes, energy material for cement and thermoelectric and diamond synthesis. The elemental analysis showed an ash content of 20%, volatile material content of 8% and fixed carbon of 72%. The calorific value is of the order of 6200 cal/g. Industrial scale tests proved the efficiency of the coagulation-flocculation treatment with PAC and cationic polymer, followed by sedimentation and filtration steps, with efficiency values above 90% for most of the parameters provided in the operating license. It is concluded that there are operational, environmental and economic benefits in the substitution of oil-based graphite lubricant for water-based lubricant, as there is a reduction of the pollutant load, simplification of the treatment process, savings in reagents and the possibility of obtaining a graphite rich sludge.