Orientador: Bruno Coraucci Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-25T02:14:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marques_Adriana_M.pdf: 1587467 bytes, checksum: 87b1eed8c16c15a48054969fddf06d83 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Pesquisas de métodos de desinfecção alternativos à cloração vêm sendo desenvolvidas e dentre elas destacam-se a radiação ultravioleta e os processos oxidativos envolvendo geração do radical hidroxila ·OH, por meio da fotólise com uso do peróxido de hidrogênio, as quais foram investigadas neste trabalho. Utilizou-se um fotoreator linear com uma lâmpada germicida e o efluente foi bombeado com fluxo contínuo por meio de passagem única e coletado na saída para as análises físicas químicas e bacteriológicas. Os micro-organismos indicadores foram coliformes totais e fecais provenientes dos efluentes da lagoa anaeróbia. Os parâmetros monitorados nos ensaios fotoliticos e nos ensaios de mistura completa do peróxido de hidrogênio foram cor, turbidez, alcalinidade, sólidos em suspensão, pH e DQO. Os parâmetros de controle de desinfecção UV e UV/H2O2 foram a dose de radiação UV, carga bacteriana pré e pós - desinfecção, tempo de contato e volume e concentração do peróxido de hidrogênio. Os resultados demonstraram que os processos apresentaram eficiência de desinfecção bastantes significativos. No processo utilizando H2O2 com dose de 10 mg/L e tempo de contato de 45 minutos, atingui-se remoções significantes mas não totais de E.coli e coliformes fecais; enquanto que no processo fotolítico com dose de cerca de 25 mW.s/cm2 combinado com o H2O2 a remoção alcançou 99,99% para o referido parâmetro. O processo UV/H2O2 demonstrou ser o mais eficiente em comparação a UV e H2O2 permite a diminuição do volume utilizado de peróxido e do tempo de contato para uma dose de UV relativamente baixa variando de 20 a 35 mW.s/cm2 obtendo uma remoção superior a 4 ordens de magnitude / Abstract: Some alternative disinfection methods to chlorination have been developing recently, and among these, the UV irradiation and oxidation processes involving generation of OH. The use of hydrogen peroxide (H2O2), had deserved special attention, and were investigated in this work. For this purpose, it was utilized inline UV-reator with a germicide lamp. The effluent was mixed with hydrogen peroxide and was conducted through the channel of the reactor by a continue flow. The faecal micro-organisms E.coli and total coliformes were utilized as a pollution indicator combed through the entrance by a continue flow the process to be analysed. The parameters monitored in these process were colour, turbidity, alkalinity, COD and faecal coliformes. The control parameters of UV and H2O2. The results shown that both disinfection processes were efficient for anaerobic lagoon treatment. In the H2O2 process with 10 mg/L and 45 minutes. It was necessary to remove of 3 orders of magnitude faecal and total coliformes. The results shown also that the combined processes are more efficient in the microorganisms inactivation, and whereas for the low doses as 20-35 mWs/cm2 are able to remove 4 magnitude orders remove 4 orders of magnitude / Mestrado / Saneamento e Ambiente / Mestra em Engenharia Civil

Orientador: Rodnei Bertazzoli / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-23T18:47:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pereira_JulioFabbri_D.pdf: 3150048 bytes, checksum: a6e8c86adf90e906935345fabd317f0c (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Neste trabalho foi desenvolvido um novo eletrodo de PbO2 eletrodepositado em titânio com uma pré camada de chumbo. As melhores condições para a obtenção da camada ativa e da pré camada foram exploradas em diferentes densidades de corrente, o tempo de cada processo foi alterado de maneira que a mesma carga fosse transferida. A solução utilizada na eletrodeposição foi 1 mol.L-1 Pb(NO3)2, acidificada com HNO3 até pH 1, na temperatura de 65 °C. A mesma solução foi utilizada para a deposição da pré camada de chumbo com uma corrente catódica e a deposição do revestimento de PbO2 com uma corrente anódica. As melhores condições de preparação foram obtidas à - 15 mA.cm-2 por 600 segundos, seguida por 30 mA.cm-2 por 1800 segundos. Com esses parâmetros o eletrodo apresentou um melhor desempenho no teste acelerado de tempo de serviço, principalmente quando comparado a um eletrodo onde a camada de PbO2 é eletrodepositada diretamente em titânio. Em comparação a um eletrodo com uma intercamada de platina, o sistema composto de Ti/Pb/PbO2 não apresentou diferenças significativas quanto aos valores das capacitâncias totais, 77 mF.cm-2 e 55 mF.cm-2 respectivamente. Além disso, o sistema sem Pt apresentou um melhor desempenho na degradação de uma solução contendo o corante preto remazol, uma característica atribuída à maior rugosidade ou "porosidade eletroquímica (?= 0,71)". A área ativa do eletrodo apresentou ser 3,5 vezes maior que sua área geométrica, uma grande vantagem para processos de eletroxidação de compostos orgânicos. O desempenho do sistema Ti/Pb/PbO2 foi melhor quando comparado ao eletrodo comercial de Ti/TiO2(0,7)/RuO2(0,3) (ADE) fornecido pela DeNora do Brasil na degradação de uma solução composta por um fármaco comercial com o princípio ativo amoxicilina. O decaimento da concentração do composto orgânico foi 2 vezes mais rápido em um densidade de corrente 3 vezes menor. O reator eletroquímico em fluxo de placas paralelas e auto bombeável foi projetado e montado com um anodo de Ti/Pb/PbO2 com 75 cm2. Soluções de glicerol e amoxicilina foram eletro degradadas nessa etapa do estudo. O decaimento do carbono orgânico total foi acompanhado, realizada a análise cinética obteve se constantes de velocidade para uma reação de primeira ordem. As constantes cinéticas obtidas nesses experimentos estão de acordo com os valores esperados, com uma ordem de grandeza de 10-6 m.s-1. As figuras de mérito em transferência de massa também foram obtidas por correlações de números adimensionais de Reynolds, Sherwood e Schimidt. O reator de placas paralelas e auto bombeável se apresentou como uma alternativa de configuração para reatores eletroquímicos / Abstract: We have developed a new PbO2 electrode by electrodeposition on titanium with a lead interlayer. Different current densities were used for obtaining the active layer and the lead interlayer, although the same charge was transferred by selecting the appropriate time interval. The solution used for electrodeposition was 1 mol l-1 Pb(NO3)2, acidified to pH 1 with HNO3 at 65 °C. The same solution was used for the deposition of the lead interlayer with a cathodic current and the deposition of the PbO2 coating with a anodic current. Best preparation conditions were obtained at - 15 mA.cm-2 for 600 seconds, followed by 30 mA.cm-2 for 1800 seconds. With these parameters the electrode showed better performance on an accelerated service life test, especially when compared to an electrode where the PbO2 layer was electroplated directly on titanium. Compared to the electrode with a platinum interlayer, the system Ti/Pb/PbO2 showed no significant differences in the values of total capacitance, 77 mF.cm -2 and 55 mF.cm-2 respectively. Furthermore, the system without Pt showed better performance in the degradation of a solution containing the dye Remazol black, a feature attributed to the higher roughness or "electrochemical porosity" (? = 0.71). The active surface area of the Ti/Pb/PbO2 electrode was 3,5 times greater than its geometric area, a great advantage for electrooxidation processes of organic compounds. The performance of the system Ti/Pb/PbO2 was better when compared to a commercial DSA type Ti/TiO2(0.7)/RuO2(0.3) supplied by DeNora of Brazil in the degradation of a solution containing amoxicillin. Concentration decay of the organic compound was 2 times faster at a current density 3 times smaller. A self pumped parallel plates flow electrochemical reactor was designed and mounted with a 75 cm2 Ti/Pb/PbO2 anode. Glycerol and amoxicillin solutions were electro-degraded in this experimental set up. Concentration decay of total organic carbon were followed and a kinetic analysis were performed which resulted in the calculation of first order rate constants. Kinetic constants obtained in these experiments are in agreement with the expected values with an order of magnitude of 10-6 m.s-1. Mass transfer figures of merit were also obtained by correlation of dimensionless numbers of Reynolds, Sherwood and Schimidt. The self pumped parallel plate reactor appears as an alternative configuration for flow electrochemical reactors / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

[pt] Águas e efluentes industriais contaminadas com detergentes são de difícil tratamento visto que esse tipo de contaminante apesar de comumente ser biodegradável, necessitaria de tempos de reação de dezenas de horas para tratamento por oxidação química ou biológica. Tais tempos longos não estão usualmente disponíveis nas estações de tratamento de águas que em geral operam com tempos totais de cerca de 2 h. Nesse contexto, existe interesse em se dispor de processos de remoção de tensoativos de águas e efluentes que possam ser rápidos e de baixo custo. Dentre os possíveis processos que possam oferecer essas características situam-se os chamados processos de oxidação avançada (POA). O presente projeto teve como objetivo, avaliar um POA obtido pela combinação do peróxido de hidrogênio [H(2)O(2)] com o hipoclorito de Sódio (NaClO) como sistema gerador de oxigênio singlete [(1)O(2)] para a degradação de surfactantes em águas e efluentes industriais. Foram avaliados sobre a eficiência de remoção do surfactante lauril sulfonato de sódio (SLS), os efeitos das possíveis variáveis operacionais: concentração inicial de tensoativo; pH; dose de H2O2 e dose de NaClO, em temperatura ambiente. O sistema combinado peróxido de hidrogênio + hipoclorito de sódio gerando oxigênio singlete, mostrou-se efetivo na degradação do lauril sulfato de sódio (SLS) em água, permitindo que em condições de [SLS]i: 5 ou 10 mg/L, pH = 6 a 8, razão molar ([H(2)O(2)] + [NaClO]) : [SLS] = 2,5:1, atinja-se uma uma concentração final de [SLS] < 0,5 mg/L em um t = 60 minutos – em batelada. / [en] Waters and wastewater polluted with detergents are of difficult treatment. In spite of that contaminant being biodegradable, times of reaction of several hours of treatment would be necessary for bio or chemical degradation. Such long times are not usually available in the water treatment plants, that in general operate with residence times of about 2 h. In that context, interest exists in studying processes for degradation of surfactants from waters and effluents that can be fast and have low cost. Among the possible processes that can offer those features are the advanced oxidation processes (AOPs). The present study had the objective, to evaluate an AOP driven by the combination of the hydrogen peroxide [H(2)O(2)] with hypochlorite (NaClO) as generating system of oxygen singlet (1O2), for the degradation of surfactants in waters and wastewaters. The effects of the possible operational variables investigated were: initial concentration of surfactant; pH; dose of H(2)O(2) and dose of NaClO, at room temperature. The combined system hydrogen peroxide + sodium hypochlorite generating oxygen singlet, was effective in the degradation of sodium lauryl sulphate (SLS) in water, allowing in conditions of [SLS]i: 5 or 10 mg/L, pH = 6 to 8; and molar ratio [H(2)O(2)] + [NaClO]) : [SLS] = 2,5:1, the achievement of a final concentration of [SLS] < 0,5 mg/L a t = 60 minutes – in batch reaction.

[pt] A busca por tecnologias alternativas e de baixo custo operacional para a remoção de metais em efluentes tem direcionado a atenção para a biossorção. Recentemente vários materiais de origem biológica, como bactérias e resíduos agro-industriais têm sido utilizados para a remoção de íons metálicos de efluentes industriais. A biossorção de metais pesados por espécies biológicas envolve vários mecanismos que, em geral, dependem das espécies biológicas utilizadas e do processamento da biomassa. O cobalto e o manganês são amplamente utilizados em muitas aplicações industriais, e consequentemente, estão presentes nos efluentes provenientes de vários processos industriais, como por exemplo na mineração e produção de ligas. O objetivo deste trabalho foi investigar a eficiência do Rhodococcus opacus, que apresenta vários grupamentos fenólicos e carboxílicos (capazes de interagir com íons metálicos em solução), como adsorvente para a remoção de Co(II) e Mn(II) de soluções aquosas, visando futuras aplicações para o tratamento de efluentes. A caracterização física da superfície do R. opacus foi realizada com MEV, potencial zeta e análises de FTIR. A biomassa, R. opacus, foi previamente tratada com 0,1 mol.L(-1) NaOH e usada em todos os experimentos de biossorção. Todos os testes de biossorção foram realizados em batelada e os parâmetros avaliados foram: pH, concentração da biomassa e do metal, tempo de contato e temperatura. Os melhores valores de pH para a biossorção de Co(II) e Mn(II) foram 7,0 e 5,0, respectivamente. Para ambos os metais estudados, a capacidade de biossorção específica foi maior em soluções contendo baixas concentrações de metais. Para os dois metais, o processo de biossorção foi melhor descrito pelo modelo de Langmuir e pelo modelo cinético de pseudo segunda ordem. Os parâmetros termodinâmicos como DeltaG, DeltaS e DeltaH foram calculados e os processos de biossorção para a remoção do Co(II) e do Mn(II) a partir de soluções aquosas foram consideradas reações endotérmicas e exotérmicas, respectivamente. Este trabalho mostra que o R. opacus pode ser aplicado para a remoção de íons de Co(II) e Mn(II) de soluções aquosas. Após 180 minutos de contato da biomassa com as soluções contendo Co(II) e Mn(II), 84 por cento e 97 por cento dos íons metálicos presentes em solução foram removidos. / [en] The search for alternative technologies and low operating cost for removal of heavy metals from effluent has directing attention to biosorption. Recently, various biological materials, such as bacteria and agro‐waste, have been used for removal of metallic ions from industrial effluents. Biosorption of heavy metals by biological species involves several mechanisms that, in general, depending on the type of specie used and biomass processing procedure. Cobalt and manganese are widely used in many industrial applications, consequently they are present in effluent derived from various industrial processes, for example: mining, alloy production. The objective of this work is to investigate the efficiency of Rhodococcus opacus, which presents various phenolic and carboxylic groups (able to interact with metal ions in solution), as an adsorbent for the removal of Co(II) and Mn(II) from aqueous solutions, aiming future applications for the treatment of effluents. Surface physical characterization of R. opacus was carried by MEV, zeta potential and FTIR analysis. The biomass, R. opacus, was previously treated with 0.1 mol.L(-1) NaOH solution and used in all biosorption experiments. All the biosorption tests were carried out in batch and the parameters evaluated were: pH, concentration of biomass and metal, contact time and temperature. The best pH value for biosorption of Co(II) and Mn(II) were 7.0 and 5.0 respectively. For both metal studied, the specific biosorption capacity was higher in solutions containing low metals concentrations. For both metals, the biosorption process was better described by the Langmuir and pseudo-second-order kinetic models. The thermodynamics parameters, such as DeltaG, DeltaS and DeltaH were calculated and the biosorption process for Co(II) and Mn(II) removal from the aqueous solutions were considered endothermic and exothermic reactions, respectively. This work shown the R. opacus can be applied for removal Co(II) and Mn(II) ions from aqueous solutions. After 180 min contact of biomass with solutions containing Co(II) and Mn(II), 84 per cent and 97 per cent of the metallic ion present in the solutions were removed.

[pt] Efluentes oleosos são gerados de muitas fontes, tais como: indústrias petroquímicas, refinarias, plataformas de petróleo, fabricação de maquinarias, e até mesmo, no transporte, distribuição e armazenagem de óleo. O óleo presente na forma de emulsão é difícil de separar. Para quebrar essas emulsões, geralmente, são usados tratamentos químicos, biológicos, eletroquímicos, ultrafiltração. O processo de eletrocoagulação-flotação se inicia com a dissolução do anodo produzindo espécies aquosas (monoméricas, poliméricas) e precipitadas, espécies que funcionam como coagulantes e floculantes. As mesmas causam a desestabilização das emulsões através de mecanismos como a neutralização de carga superficial, ponte interparticular e coagulação por varredura, formando flocos de gotículas de óleo. A dissolução do metal no anodo é acompanhada da geração do gás hidrogênio no catodo. As bolhas são aderidas aos flocos, carregando-os até a superfície, onde são separados do reator, porém, dependendo da densidade deles, poderiam sedimentar-se. Neste trabalho, é avaliada a remoção de óleo de uma emulsão sintético pelo processo de eletrocoagulação-flotação. Avaliou-se a influência dos principais parâmetros de operação na taxa de redução da demanda química de oxigênio (DQO): concentração inicial do óleo; densidade de corrente; separação entre eletrodos; pH da solução; concentração de eletrólito. O efluente sintético foi preparado a partir de óleo Shell Talpa 30 e Oleáto de sódio como surfatante. Foi adicionado NaCl para aumentar a condutividade da solução. O pH inicial da emulsão foi de 8,70. O potencial zeta nessas condições teve um valor médio de -75mV, valor este que indicou a estabilidade da emulsão. / [en] The separation of emulsions or colloidal particles from wastewater is a major concern for the petroleum, metal manufacturing, food, textile, paper and hydrometallurgy industries. The emulsion present is very stable due to the presence of surfactants, so conventional methods can not be applied and it is necessary to combine one or two treatment processes for highly effective purification. Several techniques have been applied to treat these types of oily wastewater, e.g.: chemical, biological and electrochemical destabilization, ultrafiltration. Electrocoagulation is initiated by the oxidation of sacrificial anodes. The metal ions released combine to the hydroxyl ions produced at the cathode to form the corresponding metal hydroxides and others species, which cause the destabilization of the contaminants or particulate suspensions and form flocs. The bubbles hydrogen gas capturing and floating the flocs formed and separating from the liquid surface by scraping or settling depending on density of the flocs. In this work, the electrocoagulation technique was studied in order to treat concentrated oil-water emulsions chemically stabilized. This study was mainly focused on the effects of operating parameters such as: initial pH, current density, reaction time, NaCl concentration, electrode distance and inlet concentration on the abatement rate of chemical oxygen demand (COD). The synthetic emulsion was prepared from Shell - Talpa 30 oil (3g.L-1) and sodium dodecyl sulfate (1.0 g.L-1), also was added NaCl (3g L-1) for increasing the conductivity of the emulsion. Under those conditions we had a pH value around 8.70 and a zeta potential around -70mV, showing a good stability of the emulsion.

Um dos principais problemas da prática de reúso de efluentes é a presença de micro contaminantes e seus riscos potenciais, especialmente devido ao fato de que muitos desses compostos não são totalmente removidos pelos processos convencionais de tratamento. Em destaque entre tais contaminantes estão os pesticidas, em especial o glifosato, que por seu uso crescente, com aplicações tanto urbanas quanto rurais, tem sido frequentemente relatado presente em estações de tratamento de esgoto, água e nos diversos compartimentos ambientais. Diante de estudos que levantam a possibilidade desse pesticida ser nocivo à saúde humana e tomando como partida a importância do reúso seguro de efluentes como medida de gestão e manutenção da disponibilidade hídrica, se fazem necessários estudos sobre tratamentos eficientes na remoção desse contaminante como fase terciária em estações de tratamento de esgoto. Nesse contexto, o presente trabalho teve como objetivo subsidiar o tratamento complementar de efluentes que possibilite melhor qualidade para a prática de reúso, minimizando a exposição ambiental e humana a compostos nocivos. Para isso avaliou-se a eficiência da adsorção em carvão ativado pulverizado para remoção de glifosato a partir de soluções aquosas. Foram realizados ensaios de adsorção mantendo a concentração inicial de glifosato a 79,5 mg/L e otimizando as variáveis dosagem de adsorvente (0,1-4g), pH (4-7) e velocidade de agitação (150-250 rpm) para obter a melhor resposta de remoção de glifosato a partir da Metodologia de Superfície de Resposta (MSR) e Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR), com tempo de contato de 2 h (duas horas) e temperatura de 30ºC. O adsorvente utilizado é fabricado a partir do endocarpo de coco babaçu (Attalea ssp) e pelo processo de ativação física com vapor de água. A partir dos resultados alcançados constatou-se que o processo de adsorção em carvão ativado a partir da otimização experimental foi eficiente na remoção de altas concentrações de glifosato em água (59,7%), o que torna possível o emprego da técnica no tratamento terciário de efluentes gerando água com melhor qualidade para reúso, em termos de concentração e exposição a esse pesticida. / One of the main problems in the practice of effluent reuse is the presence of micro-contaminants and their potential risks, especially because many of these compounds are not totally removed by conventional treatment processes. Particularly noteworthy among these contaminants are pesticides, especially glyphosate, which due to its increasing use, with both urban and rural applications, have been frequently reported in sewage treatment plants, in water and in various environmental compartments. In face of studies that raise the possibility of this pesticide being harmful to human health and taking as a starting point the importance of safe reuse of effluents as a measure of management and maintenance of water availability, studies are needed on efficient treatments in the removal of this contaminant as tertiary phase in sewage treatment plants. In this context, the present work aimed to subsidize the complementary treatment of effluents that allows better quality for the practice of reuse, minimizing the environmental and human exposure to harmful compounds. For this, the adsorption efficiency in pulverized activated carbon was evaluated for the removal of glyphosate from aqueous solutions. Adsorption tests were performed maintaining the initial glyphosate concentration at 79.5 mg / L and optimizing the adsorbent (0.1-4g), pH (4-7) and agitation (150-250 rpm) dosage to obtain the best glyphosate removal response from the Response Surface Methodology (RSM) and Rotational Central Compound Design (RCCD), with a contact time of 2 h (two hours) and a temperature of 30 ° C. The adsorbent used is manufactured from the endocarp of babassu coconut (Attalea ssp) and by the physical activation process with water vapor. From the results obtained it was observed that the adsorption process in activated carbon from the experimental optimization was efficient in the removal of high concentrations of glyphosate in water (59.7%), which makes possible the use of the technique in tertiary treatment of effluents generating better quality water for reuse in terms of concentration and exposure to this pesticide.

Com o crescimento industrial e urbanização, diversos tipos de poluentes estão sendo encontrados com maior frequência e concentração em corpos hídricos. Um exemplo, são os corantes utilizados pelas indústrias têxteis. Grande parte desses poluentes, não é eliminada pelos processos atuais comumente empregados em estações de tratamento de águas residuais e plantas de tratamento de água potável. Devido a este fato, novas tecnologias para o tratamento da água estão sendo desenvolvidas, como os Processos Oxidativos Avançados (POAs). O objetivo do trabalho foi avaliar os fatores (físicos, químicos e estruturais) de um fotocatalisador (dióxido de titânio - TiO2), bem como as variáveis de um reator fotocatalítico que interferem na fotocatálise heterogênea (um tipo de POA). Para isso, sintetizou-se partindo do TiCl4, compostos de TiO2 com diferentes: morfologias (microesferas e nanotubos), características físicas e químicas, de modo a avaliar suas propriedades fotocatalíticas na degradação de corantes (azul de metileno e rodamina B), comparando os resultados aos obtidos com o nanopó comercial TiO2-P25. O reator fotocatalítico foi construído permitindo variar a potência, o comprimento de onda e a distância das lâmpadas para o sistema de reação. As microesferas sintetizadas a 550° (MT550) e nanotubos de titânia (NTT) apresentaram propriedades fotocatalíticas equivalentes ou superiores às do P25. O reator otimizado operou com quatro lâmpadas UVA próximas. O pH do meio foi determinante nos ensaios de fotocatálise. Sob pH neutro, as microesferas atuaram como adsorventes e fotocatalisadoras da rodamina B e adsorventes do azul de metileno. O P25 apresentou alta capacidade catalítica, em particular para meios neutro e básico. NTT demonstrou alta capacidade de adsorção do azul de metileno, porém baixo rendimento na adsorção e fotocatálise da rodamina B. / With industrial growth and urbanization, several types of pollutants are being found with greater frequency and concentration in water bodies. An example, are the dyes used by the textile industries. Most of these pollutants are not eliminated by current processes commonly used in sewage treatment plants and drinking water treatment plants. Due to this fact, new technologies for water treatment are being developed, such as Advanced Oxidative Processes (POAs). The aim of this work was to evaluate the physical, chemical and structural properties of a photocatalyst (titanium dioxide - TiO2), as well as the variables of a photocatalytic reactor that interfere with heterogeneous photocatalysis (a type of POA). For this, TiO2 compounds with different morphologies (microspheres and nanotubes), physical and chemical characteristics were synthesized from TiCl4, in order to evaluate their photocatalytic properties in the degradation of dyes (methylene blue and rhodamine B), comparing the results obtained with the commercial nanopowder TiO2-P25. The photocatalytic reactor was constructed allowing to vary the power, wavelength and distance of the lamps to the reaction system. The microspheres synthesized at 550°C (MT550) and titania nanotubes (NTT) showed photocatalytic properties similar to or superior to those of P25. The optimized reactor operated with four nearby UVA lamps. The pH of the medium was determinant in the photocatalysis experiments. At neutral pH, the microspheres acted as adsorbents and photocatalysts of rhodamine B and adsorbents of methylene blue. P25 showed high catalytic capacity, in particular for neutral and basic media. NTT showed high adsorption capacity of methylene blue, but low yields in adsorption and photocatalysis of rhodamine B.

Com o crescimento industrial e urbanização, diversos tipos de poluentes estão sendo encontrados com maior frequência e concentração em corpos hídricos. Um exemplo, são os corantes utilizados pelas indústrias têxteis. Grande parte desses poluentes, não é eliminada pelos processos atuais comumente empregados em estações de tratamento de águas residuais e plantas de tratamento de água potável. Devido a este fato, novas tecnologias para o tratamento da água estão sendo desenvolvidas, como os Processos Oxidativos Avançados (POAs). O objetivo do trabalho foi avaliar os fatores (físicos, químicos e estruturais) de um fotocatalisador (dióxido de titânio - TiO2), bem como as variáveis de um reator fotocatalítico que interferem na fotocatálise heterogênea (um tipo de POA). Para isso, sintetizou-se partindo do TiCl4, compostos de TiO2 com diferentes: morfologias (microesferas e nanotubos), características físicas e químicas, de modo a avaliar suas propriedades fotocatalíticas na degradação de corantes (azul de metileno e rodamina B), comparando os resultados aos obtidos com o nanopó comercial TiO2-P25. O reator fotocatalítico foi construído permitindo variar a potência, o comprimento de onda e a distância das lâmpadas para o sistema de reação. As microesferas sintetizadas a 550° (MT550) e nanotubos de titânia (NTT) apresentaram propriedades fotocatalíticas equivalentes ou superiores às do P25. O reator otimizado operou com quatro lâmpadas UVA próximas. O pH do meio foi determinante nos ensaios de fotocatálise. Sob pH neutro, as microesferas atuaram como adsorventes e fotocatalisadoras da rodamina B e adsorventes do azul de metileno. O P25 apresentou alta capacidade catalítica, em particular para meios neutro e básico. NTT demonstrou alta capacidade de adsorção do azul de metileno, porém baixo rendimento na adsorção e fotocatálise da rodamina B. / With industrial growth and urbanization, several types of pollutants are being found with greater frequency and concentration in water bodies. An example, are the dyes used by the textile industries. Most of these pollutants are not eliminated by current processes commonly used in sewage treatment plants and drinking water treatment plants. Due to this fact, new technologies for water treatment are being developed, such as Advanced Oxidative Processes (POAs). The aim of this work was to evaluate the physical, chemical and structural properties of a photocatalyst (titanium dioxide - TiO2), as well as the variables of a photocatalytic reactor that interfere with heterogeneous photocatalysis (a type of POA). For this, TiO2 compounds with different morphologies (microspheres and nanotubes), physical and chemical characteristics were synthesized from TiCl4, in order to evaluate their photocatalytic properties in the degradation of dyes (methylene blue and rhodamine B), comparing the results obtained with the commercial nanopowder TiO2-P25. The photocatalytic reactor was constructed allowing to vary the power, wavelength and distance of the lamps to the reaction system. The microspheres synthesized at 550°C (MT550) and titania nanotubes (NTT) showed photocatalytic properties similar to or superior to those of P25. The optimized reactor operated with four nearby UVA lamps. The pH of the medium was determinant in the photocatalysis experiments. At neutral pH, the microspheres acted as adsorbents and photocatalysts of rhodamine B and adsorbents of methylene blue. P25 showed high catalytic capacity, in particular for neutral and basic media. NTT showed high adsorption capacity of methylene blue, but low yields in adsorption and photocatalysis of rhodamine B.

O chorume é um líquido produzido na decomposição dos resíduos sólidos e apresenta riscos ambientais, devido à variedade de substancias poluentes presentes na matriz. O chorume in natura utilizado neste trabalho foi proveniente do aterro sanitário de Cachoeira Paulista - SP, sendo caracterizado com elevadas concentrações de COT (1233,33 mgL-1), DQO (3565,0 mgL-1) e DBO5/DQO = 0,099. Diante da baixa biodegradabilidade do chorume (DBO5/DQO < 0,2), utilizou-se a ozonização catalítica, em presença de ferro, em sistema contínuo, como uma alternativa para viabilizar o tratamento deste efluente. Diversas configurações de reatores foram avaliadas, sendo utilizados, inicialmente, reatores contínuos rudimentares (PVC). As avaliações reacionais e operacionais dos protótipos possibilitaram a elaboração de um reator construído com bases conceituais de engenharia, confeccionado em vidro borosilicato, e em dois módulos: o corpo do reator com duas entradas, sendo uma de alimentação, localizada acima, e a outra de introdução de ozônio, que foi feita por meio de um difusor de vidro sinterizado na base do reator. O segundo módulo foi feito para garantir que a espuma formada durante a reação fosse eliminada pela quebra da tensão através de ar comprimido, retornando-a, sob a forma líquida, ao sistema. As avaliações iniciais da ozonização catalítica do chorume in natura, para a verificação da potencialidade deste tratamento, foram realizadas sem o uso de um planejamento experimental, sendo o melhor resultado obtido na ordem de 72,64 % para a redução de COT. Após a seleção do reator de ozonização para o processo contínuo e a escolha do íon ferroso como catalisador, foi elaborado um planejamento fatorial fracionado (24-1) para avaliação das variáveis (potência, vazão de saída do reator, concentração de Fe2+, pH), no qual, o melhor resultado para a redução de COT foi de 59,38%. Este desempenho inferior para a redução de COT pode ser atribuído à substituição do gás de oxigênio puro por ar comprimido, reduzindo a vazão mássica de ozônio disponível para o tratamento. Entretanto, este processo pode ser viabilizado no tratamento prévio do chorume, pois a ozonização proporcionou uma elevada redução de DQO na ordem de 82,3 % e um aumento de 74,4% na biodegradabilidade (DBO5/DQO = 0,389) do chorume, podendo torná-lo potencialmente tratável por processos convencionais. / Leachate is a liquid produced in the decomposition of solid waste and presents environmental risks due to the variety of polluting substances existing in the matrix. The in natura leachate used in this work was from the landfill of the city Cachoeira Paulista in the state of São Paulo, which was characterized with high concentrations of TOC (1233.33 mgL-1) COD (3565.0 mg.L-1) and BOD5/COD = 0.099. Due to the low biodegradability of leachate (BOD5/COD < 0.2), the catalytic ozonation in the presence of iron in a continuous system was used as a viable alternative for the treatment of this effluent. Several configurations of reactors were evaluated, and, initially, rudimentary continuous reactors (PVC) were used. The reactional and operational evaluations of the prototypes enabled the creation of a reactor built on conceptual foundations of engineering, that was made of borosilicate glass, and in two modules: the body of the reactor with two entries, one for feeding, located above, and the other one for ozone introduction, made through a sintered glass diffuser at the bottom of the reactor. The second module was made to ensure that the foam formed during the reaction is eliminated by breaking the tension via compressed air, returning it, in liquid form, to the system. Initial assessments of the catalytic ozonation of the in natura leachate, to verify the potential of this treatment, were performed without the use of an experimental design, and the best result obtained was to reduce TOC on about 72.64 %. After selecting the ozonation reactor for continuous process and choosing ferrous ion as catalyst, a fractional factorial design (24-1) was prepared to evaluation the selected variables (potency, output flow of reactor, Fe2+ concentration, pH) in which the best result for the TOC reduction was 59.38%. This inferior performance for the TOC reduction can be associated to the replacement of pure oxygen gas by compressed air, reducing the ozone mass flow available to the treatment. However, this process can be made possible in the pretreatment of leachate, because the ozonation provided a high reduction of COD on about 82.3% and an increase of 74.4% on the biodegradability (BOD5/COD = 0.389) of leachate, and that can make it potentially treatable by conventional methods.

O chorume é um líquido produzido na decomposição dos resíduos sólidos e apresenta riscos ambientais, devido à variedade de substancias poluentes presentes na matriz. O chorume in natura utilizado neste trabalho foi proveniente do aterro sanitário de Cachoeira Paulista - SP, sendo caracterizado com elevadas concentrações de COT (1233,33 mgL-1), DQO (3565,0 mgL-1) e DBO5/DQO = 0,099. Diante da baixa biodegradabilidade do chorume (DBO5/DQO < 0,2), utilizou-se a ozonização catalítica, em presença de ferro, em sistema contínuo, como uma alternativa para viabilizar o tratamento deste efluente. Diversas configurações de reatores foram avaliadas, sendo utilizados, inicialmente, reatores contínuos rudimentares (PVC). As avaliações reacionais e operacionais dos protótipos possibilitaram a elaboração de um reator construído com bases conceituais de engenharia, confeccionado em vidro borosilicato, e em dois módulos: o corpo do reator com duas entradas, sendo uma de alimentação, localizada acima, e a outra de introdução de ozônio, que foi feita por meio de um difusor de vidro sinterizado na base do reator. O segundo módulo foi feito para garantir que a espuma formada durante a reação fosse eliminada pela quebra da tensão através de ar comprimido, retornando-a, sob a forma líquida, ao sistema. As avaliações iniciais da ozonização catalítica do chorume in natura, para a verificação da potencialidade deste tratamento, foram realizadas sem o uso de um planejamento experimental, sendo o melhor resultado obtido na ordem de 72,64 % para a redução de COT. Após a seleção do reator de ozonização para o processo contínuo e a escolha do íon ferroso como catalisador, foi elaborado um planejamento fatorial fracionado (24-1) para avaliação das variáveis (potência, vazão de saída do reator, concentração de Fe2+, pH), no qual, o melhor resultado para a redução de COT foi de 59,38%. Este desempenho inferior para a redução de COT pode ser atribuído à substituição do gás de oxigênio puro por ar comprimido, reduzindo a vazão mássica de ozônio disponível para o tratamento. Entretanto, este processo pode ser viabilizado no tratamento prévio do chorume, pois a ozonização proporcionou uma elevada redução de DQO na ordem de 82,3 % e um aumento de 74,4% na biodegradabilidade (DBO5/DQO = 0,389) do chorume, podendo torná-lo potencialmente tratável por processos convencionais. / Leachate is a liquid produced in the decomposition of solid waste and presents environmental risks due to the variety of polluting substances existing in the matrix. The in natura leachate used in this work was from the landfill of the city Cachoeira Paulista in the state of São Paulo, which was characterized with high concentrations of TOC (1233.33 mgL-1) COD (3565.0 mg.L-1) and BOD5/COD = 0.099. Due to the low biodegradability of leachate (BOD5/COD < 0.2), the catalytic ozonation in the presence of iron in a continuous system was used as a viable alternative for the treatment of this effluent. Several configurations of reactors were evaluated, and, initially, rudimentary continuous reactors (PVC) were used. The reactional and operational evaluations of the prototypes enabled the creation of a reactor built on conceptual foundations of engineering, that was made of borosilicate glass, and in two modules: the body of the reactor with two entries, one for feeding, located above, and the other one for ozone introduction, made through a sintered glass diffuser at the bottom of the reactor. The second module was made to ensure that the foam formed during the reaction is eliminated by breaking the tension via compressed air, returning it, in liquid form, to the system. Initial assessments of the catalytic ozonation of the in natura leachate, to verify the potential of this treatment, were performed without the use of an experimental design, and the best result obtained was to reduce TOC on about 72.64 %. After selecting the ozonation reactor for continuous process and choosing ferrous ion as catalyst, a fractional factorial design (24-1) was prepared to evaluation the selected variables (potency, output flow of reactor, Fe2+ concentration, pH) in which the best result for the TOC reduction was 59.38%. This inferior performance for the TOC reduction can be associated to the replacement of pure oxygen gas by compressed air, reducing the ozone mass flow available to the treatment. However, this process can be made possible in the pretreatment of leachate, because the ozonation provided a high reduction of COD on about 82.3% and an increase of 74.4% on the biodegradability (BOD5/COD = 0.389) of leachate, and that can make it potentially treatable by conventional methods.