FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / With the aim of aggregating value to the productive chain of coconut and to expand its agrobusiness, Embrapa AgroindÃstria Tropical (Brazilian Agricultural Research Corporation, Tropical Agroindustry National Centre) developed a system for processing the husk of immature coconut in order to produce fibre and coir dust, which have several environmental and commercial applications. During the pressing stage, a liquid is generated, denominated Coconut Husk Liquor (CHL), which contains high concentration of organic matter (varying form 60 to 80 gDQO/L), including tannins. In this work, the performance of an Upflow Anaerobic Sludge Blanket Reactor (UASB) and a Fungi Biological Reactor (FBR) were evaluated for the treatment of CHL. The lab-scale UASB reactor, with a working volume of 16,8L, was operated during 222 days with an increasing organic loading rate (OLR), starting from 2.2 kgCOD/m3.d and reaching up to 10 kgCOD/m3.d. The lab-scale FBR, with a working volume of 100L, was operated with OLR of 5,0 kgCOD/m3.d, during 116 days, and then with OLR of 2,5 kgCOD/m3.d during 158 days. The performance of UASB reactor evaluated based on influent and effluent COD and total tannins; sludge specific methanogenic activity (SMA) and anaerobic toxicity; gas production and composition; pH, alkalinity and volatile fatty acids; and sludge retention time. The performance of FBR was monitored on the basis of on influent and effluent COD, total tannins and suspended solids. Other analysis were also accomplished: aerobic CHL biodegradability, sludge stability, and effect of Aspergillus niger on the degradation of CHL. Results showed that UASB reactor was maintained stable during the whole operation, with COD removal efficiency higher than 80%, total tannins removal efficiency of around 48%, and the ratio AGV/alkalinity lower than 0,30. Biogas presented 75% of methane on its composition. Toxicity tests demonstrated that CHL was not toxic to the methanogenic consortia. FBR was initially inoculated with Aspergillus niger AN-400. However, this fungus was substituted by the yeast that is natural on coconut husk, which was confirmed by tests carried out on Petri plate tests. When this reactor was operated with OLR of 5.0 kgCOD/m3.d and without sludge removal, the COD removal efficiency was around 58%. The performance improved up to 91% when OLR was decreased to 2.5 kgCOD/m3.d and sludge was weekly removed from the top or reactor. During this period, total tannin removal efficiency was approximately 15%. Despite the low tannin removal efficiency, this aerobic reactors can be used as an alternative for easy-degradable organic matter, facilitating the recovering of tannins for commercial uses. Results obtained from Petri plate tests show that Aspergillus niger AN-400 was able to grow in a medium with CHL. However, results from batch tests demonstrated that this species did not affect the DQO and tannins removal rates, when it is inoculated in a solution with raw CHL. The configuration of the reactor with fungi used in this research showed operational problems related with excess biomass removal. / Buscando agregar valor à cadeia produtiva do coco e expandir o agronegÃcio envolvido, a Embrapa AgroindÃstria Tropical desenvolveu um sistema de beneficiamento da casca do coco verde para produÃÃo de pà e fibra que tem diversas aplicaÃÃes ambientais e comerciais. Durante a etapa de prensagem do beneficiamento deste resÃduo, à gerado um lÃquido denominado LÃquido da Casca do Coco Verde (LCCV), que apresenta elevada concentraÃÃo de matÃria orgÃnica, cuja DQO varia de 60 a 80 gO2/L, incluindo taninos. Nesta Tese avaliou-se a performance de um reator anaerÃbio de fluxo ascendente e manta de lodo (Upflow Anaerobic Sludge Blanket â UASB) e um Reator BiolÃgico com Fungos (RBF) para tratamento do LCCV. O UASB escala de bancada (16,8L) foi operado durante 222 dias, com carga orgÃnica volumÃtrica (COV) crescente, iniciando com 2,2 KgDQO/mÂ.d, e finalizando com 10,0 KgDQO/mÂ.d. O RBF escala de bancada (100L) foi operado com COV de 5,0 KgDQO/mÂ.d durante 116 dias, e em seguida com COV de 2,5 KgDQO/mÂ.d durante 158 dias. A performance do UASB foi avaliada atravÃs de determinaÃÃes de DQO e taninos totais do afluente e efluente; atividade metanogÃnica especÃfica (AME) do lodo e toxicidade anaerÃbia; composiÃÃo e produÃÃo de biogÃs; pH, alcalinidade e Ãcidos graxos volÃteis (AGV). A performance do RBF foi monitorada atravÃs de determinaÃÃes de DQO, taninos totais e sÃrie de sÃlidos do afluente e efluente. AlÃm disso, foram realizados alguns ensaios: Biodegradabilidade aerÃbia do LCCV, estabilidade anaerÃbia do lodo, e o efeito da espÃcie Aspergillus niger AN 400 na degradaÃÃo do LCCV. Os resultados demonstraram que o UASB manteve-se estÃvel durante a operaÃÃo, com eficiÃncia de remoÃÃo de DQO superior a 80% e de taninos em torno de 48%. A razÃo AGV/alcalinidade ficou sempre inferior a 0,30. O biogÃs apresentou composiÃÃo de 75% de metano. Os ensaios de toxicidade demonstraram que o LCCV nÃo foi tÃxico à biomassa metanogÃnica presente no UASB. O RBF foi inicialmente inoculado com Aspergillus niger AN 400. No entanto, atravÃs de anÃlises microbiolÃgicas, foi comprovado que este fungo foi substituÃdo por leveduras naturalmente presentes no LCCV. Quando este reator foi operado com COV de 5,0 KgDQO/mÂ.d, e sem descarte de biomassa, a eficiÃncia de remoÃÃo de DQO ficou em torno de 58%. Esta eficiÃncia aumentou para 91% quando a COV aplicada diminuiu para 2,5 KgDQO/mÂ.d, e foram realizados descartes semanais da biomassa localizada na parte superior do reator. Neste perÃodo, a remoÃÃo mÃdia de taninos foi de 15%. Apesar desta baixa remoÃÃo de taninos, reatores aerÃbios podem ser usados como alternativas para remoÃÃo de matÃria orgÃnica facilmente degradÃvel, viabilizando a recuperaÃÃo dos taninos para uso comercial. Os resultados obtidos em testes em placas de Petri demonstraram que a espÃcie fÃngica Aspergillus Niger AN 400 foi capaz de se desenvolver em meio contendo LCCV. Contudo, resultados dos testes em batelada demonstraram que esta espÃcie nÃo alterou as taxas de remoÃÃo de DQO e taninos, quando foi inoculado em meio contendo LCCV bruto. A configuraÃÃo do reator com fungos utilizada nesta pesquisa apresentou problemas operacionais relacionados com o descarte do excesso de biomassa.

The domestic sewers are composites, in part, for human dejections that can contain pathogenic organisms, where also are verified that, the present organic substance in these residues, when introduced to the sources, provokes the consumption of the oxygen dissolved in the water. In this direction, the treatment of effluent domestic servants is essential to prevent the proliferation of illnesses of hÃdrica propagation and protection of biota of the courses of agua. Trustworthiness is the probability of an item of playing its function adequately, in accordance with the specified conditions, for a foreseen period of time. Being thus, one becomes essential that the processes of treatment of sewers are evaluated in relation to the trustworthiness, supplying information that can subsidize the election of one definitive system of treatment and allowing the evaluation of the real performance of a ETE, as for the attendance to the established legal requirements or to the defined goals of efficiency during the project. The methodology adopted in this study was to the boarding, qualitative and quantitative of parameters, understanding evaluation of efficiency, trustworthiness and stability. The analysis instruments had been disponibilizados and considered for METCALF; EDDY (1991) and NIKU et al. (1979) and use of tools of Excel. It presents results generated from carried through analyses, in agreement the manipulation of data supplied for the CAGECE. A bibliographical research was made that resulted in the elaboration of the work, that understands all the carried through analyses and the construction of the compact program of operational control for ETEs. The present work concludes the necessity of implantation of this study in the estruturaÃÃo of projects, whose objectives understand to allow that the stations of treatments of sewers take care of to the norms, fulfilling commitments with the environment and with the society, considering a new relative public vision to the residuary water treatment, and determining a good relation enters the sanitation company all and the social system, favoring the improvement of the current situation. / Os esgotos domÃsticos sÃo compostos, em parte, por dejetos humanos que podem conter organismos patogÃnicos, onde tambÃm se verifica que, a matÃria orgÃnica presente nesses resÃduos, quando introduzida aos mananciais, provoca o consumo do oxigÃnio dissolvido na Ãgua. Nesse sentido, o tratamento de efluentes domÃsticos à essencial para evitar a proliferaÃÃo de doenÃas de veiculaÃÃo hÃdrica e proteÃÃo da biota dos cursos dâÃgua. Confiabilidade à a probabilidade de um item desempenhar sua funÃÃo adequadamente, de acordo com as condiÃÃes especificadas, por um perÃodo previsto de tempo. Sendo assim, torna-se essencial que os processos de tratamento de esgotos sejam avaliados em relaÃÃo à confiabilidade, fornecendo informaÃÃes que podem subsidiar a seleÃÃo de um determinado sistema de tratamento e permitindo a avaliaÃÃo do desempenho real de uma ETE, no que se refere ao atendimento aos requisitos legais estabelecidos ou Ãs metas de eficiÃncia definidas durante o projeto. A metodologia adotada neste estudo foi à abordagem, qualitativa e quantitativa de parÃmetros, compreendendo avaliaÃÃo de eficiÃncia, confiabilidade e estabilidade. Os instrumentos de anÃlise foram disponibilizados e propostos por METCALF; EDDY (1991) e NIKU et al. (1979) e utilizaÃÃo de ferramentas do Excel. Apresenta resultados gerados a partir de anÃlises realizadas, de acordo a manipulaÃÃo de dados fornecidos pela CAGECE. Foi feita uma pesquisa bibliogrÃfica que resultou na elaboraÃÃo do trabalho, que compreende todas as anÃlises realizadas e a construÃÃo do programa de controle operacional para ETEs compactas. O presente trabalho conclui a necessidade de implantaÃÃo deste estudo na estruturaÃÃo de projetos, cujos objetivos compreendem permitir que as estaÃÃes de tratamentos de esgotos atendam Ãs normas, cumprindo compromissos com o meio ambiente e com a sociedade, propondo uma nova visÃo pÃblica relativa ao tratamento de Ãguas residuÃrias, e determinando uma boa relaÃÃo entre a empresa de saneamento e todo o sistema social, favorecendo a melhoria da atual situaÃÃo.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Os resÃduos sÃlidos agroindustriais sÃo bastante estudados devido a sua abundÃncia e baixo custo para a recuperaÃÃo de efluentes industriais utilizando processos de adsorÃÃo. Neste trabalho utilizou-se o pà da casca de coco verde como adsorvente para remoÃÃo de metais pesados de efluentes aquosos produzidos por indÃstrias de eletrodeposiÃÃo localizadas em Juazeiro do Norte (CearÃ-Brasil). Sistemas de adsorÃÃo em batelada e coluna foram estudados. Na primeira etapa deste trabalho foram investigados o tratamento quÃmico, o efeito da granulometria, o efeito da concentraÃÃo do adsorvente e o efeito do pH. Os resultados mostraram que o tratamento aplicado no pà da casca de coco verde com NaOH 0,1mol.L-/3h foi mais eficiente. Este material foi usado para o estudo de adsorÃÃo dos metais com as seguintes caracterÃsticas: faixa de granulometria de 60-99 mesh, concentraÃÃo de 40g/L e pH 5,0. O estudo de cinÃtica indicou que o equilÃbrio de adsorÃÃo multielementar foi atingido em 5 minutos (pH 5,0) e segue cinÃtica de pseudo-segunda ordem. As capacidades mÃximas de adsorÃÃo observadas nos estudos de equilÃbrio para um sistema multielementar foram: 7,89; 1,72; 3,24; 13,26 e 5,09 mg/g para Pb+2; Ni+2; Cd+2; Zn+2 e Cu+2, respectivamente. Na segunda etapa da pesquisa foram realizados experimentos para otimizaÃÃo das condiÃÃes operacionais da coluna. Os resultados mostraram que uma velocidade de fluxo de 2mL/min e uma altura de 10cm do leito aumentaram o percentual de remoÃÃo para todos os metais tÃxicos estudados. As curvas de ruptura investigadas para um sistema multielementar indicaram que a ordem das capacidades de adsorÃÃo foi a seguinte: Cu+2 > Pb+2 > Cd+2 > Zn+2 > Ni+2. A aplicabilidade dos estudos de coluna numa amostra real oriunda de empresas de galvanoplastia contendo: Ni+2, Zn+2 e Cu+2 mostraram que a remoÃÃo dos Ãons tÃxicos aumenta quando o pH da soluÃÃo à 5,0. A dessorÃÃo dos Ãons metÃlicos, retidos na coluna, foi eficiente usando HNO3 1,0mol.L- como eluente. Os ensaios de reciclagem da coluna mostraram que o adsorvente pode ser utilizado apenas num ciclo. / The solid agroindustry residues are most studied, due its abundance and low cost for recovery of wastewater industry using process of adsorption. In this work was used the green coconut shell powder as adsorbent for the heavy metals removal from wastewater aqueous produced for electroplating industries localized in Juazeiro do Norte (Ceara-Brazil). Adsorption systems in batch and column were studied. In the first step of this work was investigated the chemical treatment, the particle size effect, adsorbent concentration and pH effect. The results showed that the treatment employed in the green coconut shell powder with NaOH 0.1mol.L-/3h was the most efficient. This material was used for the metals adsorption study with the following characteristic: particle size ranged 60-99 mesh, adsorbent concentration (40g/L) and pH 5.0. The kinetic study indicated that the adsorption equilibrium multielementary were achieved in 5 minutes (pH 5.0) and followed a pseudo-second order model. The maximum capacities of adsorption observed for the multielementary system were: 7.89; 1.72; 3.24; 13.26 and 5.09mg/g to Pb+2; Ni+2; Cd+2; Zn+2 and Cu+2, respectively. In the second step of the work were carried out experiments to otimization of the operational parameters of the column. The results showed that for a flow rate of 2mL/min and height bed of 10cm there is an increased on the metals removal. The breakthrough curves investigated to a system multi indicated that the order for column capacity was the follow: Cu+2 > Pb+2 >Cd+2 > Zn+2 > Ni+2. The parameters optimization of the column obtained with the synthetic effluents were applied in a real sample contained (Ni+2, Zn+2 and Cu+2) which showed that the toxic ions removal increased at pH 5.0. The desorption of the metals ions retained on the column was efficient using the HNO3 1,0mol.L- as eluent. The tests of recycling of the column showed that the adsorbent can be used only a cycle.

A presente investigaÃÃo teve como objetivo estudar o efeito do nitrato na remoÃÃo de cor de efluente tÃxtil em reatores anaerÃbios suplementados ou nÃo com mediadores redox. Dois reatores anaerÃbios em paralelo foram operados com um tempo de detenÃÃo hidrÃulica (TDH) de 10 horas, com etanol como co-substrato. O experimento em fluxo contÃnuo foi dividido em trÃs etapas apÃs a obtenÃÃo de condiÃÃes estÃveis de operaÃÃo. Na primeira etapa, os reatores receberam o afluente contendo o corante azo Reactive Red 2 (RR2) em concentraÃÃes variadas. Na segunda fase, um dos reatores foi inoculado com o mediador redox AQDS para testar seu efeito na aceleraÃÃo dos processos de remoÃÃo de cor. Finalmente na terceira fase do experimento, ambos os reatores (suplementado e livre de AQDS) foram inoculados com nitrato em concentraÃÃes variadas. Os resultados provaram que os reatores eram eficientes na remoÃÃo de cor, em que o composto etanol mostrou-se um eficiente doador de elÃtrons para sustentar a reduÃÃo do corante azo sob condiÃÃes anaerÃbias. O mediador redox AQDS aumentou as taxas de reduÃÃo do corante azo, mas o seu efeito nÃo foi tÃo marcante comparado com os experimentos conduzidos anteriormente. Contrariamente Ãs hipÃteses levantadas de que a adiÃÃo de nitrato poderia interferir nas taxas de remoÃÃo de cor e propriedades catalÃticas do mediador redox, nÃo foi verificado nenhum efeito deste composto. Tal observaÃÃo sugeriu que a presenÃa do nitrato em esgotos tÃxteis nÃo diminuirà a capacidade dos reatores anaerÃbios, suplementados ou nÃo com mediador redox, em descolorir corantes azo. Finalmente, os experimentos em batelada avaliaram o efeito do gradiente de concentraÃÃo do doador de elÃtrons (etanol) nas taxas de remoÃÃo de cor, os quais indicaram que as taxas eram proporcionais Ãs concentraÃÃes de etanol testadas e que o mediador redox AQDS teve um efeito mais marcante na cinÃtica de descoloraÃÃo. / The present investigation aimed to study the effect of nitrate on colour removal of dyes in anaerobic bioreactors supplemented or not with redox mediators. Two anaerobic bioreactors in parallel were operated at a hydraulic retention time (HRT) of 10 h, with ethanol as co-substrate. The contÃnuous flow experiment was divided in three steps after steady-state conditions were reached. In the first step, the reactors were fed with an affluent containing the azo dye Reactive Red 2 (RR2) tested in different concentrations. In the second step, one of the reactors was supplemented with the redox mediator AQDS, in order to evaluate its effect on the decolourisation process. Finally, in the third step of the experiment, both reactors (AQDS-supplemented and AQDS-free) received different concentrations of nitrate. The results showed that the reactors were efficient on colour removal, in which the compound ethanol was a good electron donor to sustain colour removal under anaerobic conditions. The redox mediator AQDS increased the decolourisation rates, but its effect was not so evident compared to the previous investigations. Contrary to the raised hypothesis that the nitrate addition could decrease decolourisation rates and catalytic properties of the redox mediators, no effect of nitrate was observed in the bioreactors, suggesting that the presence of nitrate in textile wastewaters will not decrease the capacity of anaerobic reactors supplemented or not with redox mediators to decolourize azo dyes. Finally, batch experiments evaluated the effect of an electron donor concentration gradient on colour removal, which indicated that the decolourisation rates were proportional to the concentration of ethanol tested and the redox mediator AQDS had a more evident effect on the colour removal kinetics.

nÃo hà / O atual gerenciamento dos ResÃduos SÃlidos Urbanos (RSU) na maioria das cidades brasileiras vem se mostrando pouco eficaz para o atendimento das populaÃÃes, tanto pela explosÃo demogrÃfica ocorrida nas Ãltimas dÃcadas como pelo seu estilo de vida consumista. A produÃÃo massiva de resÃduos sÃlidos, lÃquidos e gasosos tambÃm està ligada diretamente à tecnologia empregada no beneficiamento dos produtos extraÃdos da natureza, os quais, na maioria das vezes, sÃo difÃceis de serem reabsorvidos pelos ecossistemas. Dessa maneira, a limpeza urbana assume um importante papel dentre as necessidades da sociedade brasileira, adquirindo importÃncia sanitÃria, econÃmico-financeira, social e estÃtica. Estudos realizados quanto ao aproveitamento e reciclagem dos lixos revelaram suas potencialidades e uma excelente alternativa como destino final de muitos resÃduos urbanos. O presente estudo ressalta a problemÃtica dos RSU, tendo como objetivo propor uma alternativa para reduÃÃo de resÃduos orgÃnicos de caranguejo uÃa gerados pelas barracas de praia, localizadas na Praia do Futuro, na cidade de Fortaleza, bem como sugerir, aos demais estabelecimentos comerciais que produzem o mesmo tipo de resÃduo, transformÃ-los em fertilizantes orgÃnicos. A pesquisa tambÃm procurou verificar a viabilidade do produto gerado dos resÃduos de caranguejo como uma fonte nutricional alternativa para uma cultura de feijÃo caupi. A escolha dessa cultura se deve primeiramente pela sua relevÃncia para populaÃÃo e por oferecer uma rÃpida resposta, sendo uma cultura de ciclo curto. AlÃm de estudar a composiÃÃo do lixo gerado por esses estabelecimentos, a pesquisa tambÃm buscou analisar sua composiÃÃo quÃmica, seu rendimento e buscar dados de produtividade como altura da planta, nÃmero de vagens, tamanho das vagens, peso das vagens, nÃmero de sementes por vagens e peso de cem sementes. Para este estudo foram testados vinte e dois tratamentos com quatro repetiÃÃes, os quais variavam quanto Ãs proporÃÃes de adubo de caranguejo e fertilizante quÃmico de ambos para que fossem verificadas suas respostas. O percentual de matÃria orgÃnica reciclÃvel desse lixo estudado à de aproximadamente 87,34%, entretanto, os resÃduos de caranguejo contribuem com 52% desses rejeitos. O rendimento desse material à de aproximadamente 24%. Alguns parÃmetros analisados como nitrogÃnio, fÃsforo, cÃlcio e magnÃsio ganharam destaque devido seus valores percentuais, encontrados nesse produto orgÃnico, variarem de duas a quatro vezes mais quando os mesmos sÃo observados numa amostra de esterco bovino. Os dados relativos à produtividade revelaram que os tratamentos que proporcionaram os melhores resultados tinham em comum a presenÃa da farinha de caranguejo, mostrando que a adiÃÃo desse composto orgÃnico melhora as respostas quanto aos parÃmetros de produtividade, implicando na reduÃÃo da quantidade de fertilizantes quÃmicos no solo, no aumento da economia para o produtor e um destino adequado para os resÃduos sÃlidos orgÃnicos gerados. / The current management of the Urban Solids Residuals (URS) in most Brazilian cities have been considered to be slightly inefficient for the demand of the population, due to the rapid growth of the population in the last few decades and also because of their consuming lifestyle. The massive production of solid, liquids and gas residuals is also directly linked with the technology employed to benefit products extracted from nature, which most cases are difficult to be reabsorbed by the ecosystems. In this way, the urban cleanliness assumes an important role among the needs of the Brazilian society; gaining sanitary, economic, social and aesthetic importance. Studies conducted regarding the positive outcomes and the recycling of rubbish have shown its potentialities and an excellent alternative to the final disposal of many urban residuals. The current study highlights the problems and concerns with the URS, and suggests an alternative for the reduction of crabâs organic residuals generated by the restaurants at Futuroâs Beach in Fortaleza. In addition, the present study also proposes to other commercial establishments that produce such residuals, opportunity to transform them in organic fertilizers. The research aims to verify the viability for a better use of crabâs residuals generated by the restaurants at Futuroâs Beach as an alternative organic compost, working as a nutritional resource for a culture of Caupi beans. The choice for this culture is primarily due to its relevance to the wide population and also for being able to offer a quick response, as it is a culture of short cycle. Further to the study of the composition of the rubbish generated by such establishments, the research also aimed to analyse its chemical composition, its income and to look for productivity items such as plantâs height, number and size of string beans, weight of string beans, number of seeds per string beans, and the weight of a hundred seeds. For the purpose of this study, twenty two treatments, with four repetitions, which varied between the proportions of crab compost and chemical fertilizers in both of them were used in order to verify the results. The percentage of recyclable organic contents of this rubbish studied is about 87, 34%. However, crabâs residuals contributed with 52%. The income of this material is around 24%. Some parameters analysed like nitrogen, phosphorus, potassium, calcium and magnesium stood out due to its percentage values, found in this organic product, vary between 3 and 4 times more than those found in a sample of bovine compost. The data related to the productivity revealed that the treatments which obtained the best results had in common the presence of crabâs flour. This shows that by adding this organic compost enhances productivity parameters, which has a direct impact in the reduction of the amounts of chemical fertilizers used in the soil, a financial saving for the farmer and an adequate means for the organic solid residuals generated.