A produção de etanol no Brasil é baseada na extração do caldo de cana-de-açúcar para fermentação e destilação, enquanto o bagaço é queimado nas caldeiras para a cogeração de energia. Embora, este processo aproveite de modo geral toda a biomassa disponível, também gera grande quantidade de resíduo, conhecido como vinhoto ou vinhaça, que ao ser utilizado na fertirrigação pode causar diversos problemas ambientais. Além disso, a necessidade de expandir a produção de biocombustíveis gera uma grande problemática com relação à utilização de terras destinadas à produção de alimentos. Nesse sentido, a produção de etanol de segunda geração (2G) surge como alternativa para aumentar a produtividade do bioetanol, mantendo a mesma área de cana plantada, mas trazendo consigo a problemática do aumento da vinhaça gerada. Tendo em vista os desafios criados em torno desta temática, foi desenvolvido um modelo onde se empregou o tratamento biológico anaeróbio de vinhaça para a produção de metano a ser utilizado como fonte de energia em uma usina autônoma de etanol. O bagaço que seria queimado para este fim foi então conduzido para a produção de etanol 2G, aumentando a produtividade deste combustível. Utilizando a ferramenta Solver, do software Excel, foi possível obter com este modelo até 23 L t-1cana de etanol 2G sem comprometer a autossuficiência energética da planta, de modo que os 9,82 m³ t-1cana de metano produzido pela biodigestão possibilitou o redirecionamento de 17% do bagaço para a produção deste combustível. Desta forma seria possível obter, uma receita anual de até R$ 58 mi. Além do aumento da produtividade, este modelo também previu a redução de impactos ambientais causados pela aplicação da vinhaça no solo, como a prevenção de emissões de cerca de 33.000 tN2O safra-1, e a geração de valor econômico com a venda de produtos e créditos de carbono, que poderiam custear a operação da biodigestão na unidade. / The ethanol production process is commonly performed in Brazil by extracting the sugarcane juice for fermentation and distillation, while the bagasse is burned in boilers for energy cogeneration. Although these processes generally utilize all the available biomass, it also generates large amount of residue, known as stillage or vinasse, which when used in fertigation is responsible for many environmental problems. Moreover, the need to expand biofuel production generates a considerable problem regarding the land use for food production. In this sense, the production of second generation (2G) ethanol is an alternative to increase bioethanol productivity while maintaining the same area of planted ​​cane, but bringing the problem of the vinasse generation increase. In view of the challenges created around this issue, a model was developed considering the biological anaerobic treatment of vinasse for the production of methane to be used as a source of energy in an autonomous plant ethanol. The bagasse supposed to be burned for this purpose was then conducted to produce 2G ethanol, increasing the productivity of the fuel. Using the Solver tool of Excel software, it was possible to obtain with this model up to 23 L t-1cane 2G ethanol without compromising the energy self-sufficiency of the plant, so that 9.82 m³ t-1cane of methane produced by digestion allowed liberation of 17% of bagasse from cogeneration to produce this fuel. Thus, it would be possible to obtain an annual income of up to R $ 58 mi. In addition to increased productivity, this model also foresee the reduction of environmental impacts caused by the application of vinasse in the soil, such as preventing emissions of around 33.000 tN2O season-1, and the generation of economic value by selling products and carbon credits that could fund the operation of biodigestion in the unit.

A drenagem ácida de mina (DAM) é um dos passivos ambientais da indústria de extração de minério, potencialmente poluidora das águas superficiais, subterrâneas e do solo. O efluente proveniente da DAM tem origem na exposição de minerais sulfetados, principalmente pirita, a condições atmosféricas capazes de oxidar este minerais e gerar soluções ricas em sulfato e com baixo pH. Este efluente é capaz de lixiviar metais pesados presente nos corpos geológicos e amplificar o grau poluidor associado à geração da drenagem. O tratamento físico-químico proposto para remediar o problema e amplamente difundido nas mineradoras envolve a aplicação de grandes quantidades de cal hidratada ou virgem, para neutralizar a drenagem e precipitar os metais presentes, um procedimento oneroso e que envolve gastos com produtos químicos e disposição adequada do material precipitado. Neste contexto, surge a demanda pelo estudo e desenvolvimento de novas tecnologias para o tratamento da DAM. A utilização de processos anaeróbios de tratamento, com bactérias redutoras de sulfato, possibilita a remoção do sulfato, a elevação do pH e a precipitação dos metais, a partir do sulfeto biogênico produzido. O presente trabalho avaliou qual dentre as fontes de carbono, acetato, etanol e lactato, seria a mais adequada para a partida de um reator anaeróbio de fluxo ascendente (upflow anaerobic sludge blanket - UASB) tratando drenagem ácida sintética, visando uma eficiente remoção dos metais presentes (ferro, cobre e zinco). O reator alimentado com etanol foi o único capaz de tratar a drenagem e estabilizar a remoção de sulfato, com eficiências maiores que 90%, em 55 dias de operação, e remover em termos médios, 96,0% do cobre; 98,4% do zinco e 86,4% do ferro presente. O reator alimentado com lactato, após uma longa fase de aclimatação, cerca de 55 dias, produziu sulfeto em condições capazes de remover o cobre e o zinco, contudo, após um período 45 dias, a rota metabólica sulfetogênica não mais foi observada, e o lactato passou a ser preferencialmente e somente fermentado. O reator alimentado com acetato, não foi capaz de utilizar a fonte de carbono, e sofreu com o efeito desacoplador do ácido acético, levando as células da biomassa a um colapso, promovendo a desestruturação dos grânulos inoculados e crescimento de fungos. / Acid mine drainage (AMD) is one of the environmental liabilities of ore mining industries which generate the pollution of surface water, groundwater and soil. The effluent from AMD stems from the exposure of sulfide minerals – mainly pyrite – to atmospheric conditions which oxidize this mineral generating rich sulfate solutions and low pH. This effluent can leach heavy metals that are found in geological bodies, and amplify the polluting degree which is associated to the drainage generation. The physical-chemical treatment widespread in mining that has been proposed to remedy the problem applies large amounts of hydrated lime or quicklime in order to neutralize drainage and precipitate metals – a costly procedure that involves spending on chemicals and appropriate disposal of the precipitated material. In this context, there is a demand for the study and development of new technologies for the treatment of AMD. The use of anaerobic treatment processes with sulfate-reducing bacteria enables the removal of sulfate, the higher pH, and the precipitation of metals from biogenic sulfide production. This study evaluated which of the sources carbon, i.e. acetate, ethanol, and lactate would be the most suitable to start-up a UASB reactor (upflow anaerobic sludge blanket) treating synthetic acid drainage, so that it could efficiently remove metals (iron, copper, and zinc). The reactor that was fed with ethanol was the only one that could treat drainage and stabilize the sulfate removal: efficiency was higher than 90% in 55 days of operation; removal was on average of: 96.0% of copper; 98.4% of zinc and 86.4% of iron. The reactor that was fed with lactate – after a long period of acclimatization, about 55 days – produced sulfide in conditions capable of removing copper and zinc, however after a period of 45 days the sulfide metabolic pathway was not observed, and lactate became fermented. The reactor that was fed with acetate was not able to use the carbon source. At low pH, acetate acts as an uncoupler of the cell membrane, which led biomass cells to collapse, promoting the disintegration of the inoculated granules and fungal growth. / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais - FAPEMIG

O lodo de esgoto é o resíduo obtido no tratamento das águas residuárias municipais. Devido aos teores de matéria orgânica, de macro e micronutrientes pode ser destinado à agricultura, por acrescentar elementos que podem melhorar as características do solo e consecutivamente o potencial agrícola das lavouras. Todavia, os lodos podem conter elevadas concentrações de metais pesados, patógenos e compostos orgânicos persistentes que oferecem riscos à saúde humana e ao meio ambiente. Portanto, o objetivo deste trabalho foi avaliar o uso do lodo da Estação de Tratamento de Esgotos de Paraguaçu – MG como insumo agrícola. Para tanto, foi conduzido um experimento em vasos em um delineamento inteiramente casualizado, com seis repetições, onde foi plantando o milho (Zea mays L.) em um Latossolo Vermelho adubado com lodo de esgoto, nas concentrações equivalentes a 0, 10, 20, 40, 80 e 160 t ha-1 em base seca. Foi avaliada a resposta da aplicação das diferentes doses de lodo de esgoto nos teores de P, K, Ca, Mg, S, Zn, Mn, Pb, Cd, Cr, Ni, H + Al, CTC, SB, V % e metais pesados no solo e na produtividade do milho. O lodo de esgoto estudado atendeu à legislação brasileira com relação aos teores de metais pesados e melhorou as características químicas do solo, aumentando o seu potencial agrícola. A produtividade do milho aumentou com a adição de lodo de esgoto ao solo, sendo a dose de 160 t ha-1 a que mais obteve respostas positivas. Além disso, o lodo de esgoto não causou efeitos deletérios ao solo e à produção de milho, configurando o alto potencial para uso na agricultura. / The sewage sludge is the residue obtained from the treatment of municipal wastewater. Due to the levels of organic matter, macro and micronutrients can be destined to agriculture, by adding elements that can improve soil characteristics and consecutively the agricultural potential of crops. However, the sludges can contain high concentrations of heavy metals, which offer risks to human health and the environment. Therefore, the objective of this work was to evaluate the use of sewage sludge of sewage treatment plant of Paraguaçu - MG as agricultural input. It was conducted an experiment in pots in a completely randomized design, with six repetitions, where was planting the corn (Zea mays l.) in a Red Latosol fertilized with sewage sludge, in equivalent concentrations 0, 10, 20, 40, 80 e 160 t ha-1 on a dry basis. It was evaluated the response of the application of different doses of sewage sludge in concentrations of P, K, Ca, Mg, S, Zn, Mn, Pb, Cd, Cr, Ni, H + Al, CTC, SB, V % and heavy metals of the soil and productivity of corn. The sewage sludge studied attended the Brazilian legislation with respect to the levels of heavy metals and improved the chemical characteristics of soil, increasing their agricultural potential. The corn productivity increased with the addition of sewage sludge to soil, being the dose of 160 t ha-1 the most positive responses obtained. In addition, the sewage sludge caused no deleterious effects on the quality of soil and corn production, recommending the high potential for use in agriculture. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

Um reator anaeróbio compartimentado, com cinco compartimentos, alimentado com efluente sintético simulando água residuária de laticínios, com eficiência de aproximadamente 90% de remoção de matéria orgânica, foi utilizado no presente estudo para acompanhar mudanças na comunidade microbiana, sua adaptação e produção metanogênica na mineralização de ácidos graxos de cadeia longa (AGCL). O reator foi operado por 270 dias com três fases distintas e essas com diferentes temperaturas (25°C e 37°C) e TDHs (72h e 24h). Três diferentes amostras foram retiradas, uma no 50º dia com TDH de 72 horas a 25°C, uma segunda no 150º dia ainda com TDH de 72 horas agora com temperatura controlada por termostato de 37ºC e uma no 270º dia com TDH de 24 horas a 37°C. Ao final da operação do reator amostras dos dois primeiros compartimentos foram retiradas a fim de calcular suas atividades metanogênicas específica (AME). Abordagem do gene RNAr 16S foi realizada pelas técnicas PCR-DGGE, com primers específicos para os Domínios Archaea e Bacteria o que possibilitou o acompanhamento da diversidade microbiana encontrada ao longo dos compartimentos nas diferentes fases e relacioná-la com a medida de atividade metanogênica específica (AME). A comunidade microbiana presente no ABR alimentado com concentrações crescentes de matéria orgânica sofreu modificações importantes, sendo as mais verificadas no Domínio Bacteria. Análises de AME evidenciaram que o lodo advindo do primeiro compartimento do reator, a despeito de ter sido exposto à maior carga de AGCL, teve sua capacidade de produção de metanagênica acetoclástica aumentada. O estudo permitiu constatar a capacidade de adaptação do lodo às diferentes condições operacionais, e ainda permitiu inferir que tais modificações foram importantes na elevada taxa de remoção de matéria orgânica observada no sistema. / An Anaerobic Baffled reactor, with five chambers, with high organic matter removal efficiencies (around 90%), fed with synthetic substrate simulating dairy wastewaters, was used in the present study in order to follow the microbial community changes along its operational period. The modifications were followed in order to access the sludge capability of mineralization of long chain fat acids (LCFA). The reactor was operated for 270 days during which, was subjected to rising organic loading rates, due to hydraulic detention time diminution (from 24 to 72 hours). Three different samples were dropped, one on the 50th day, with HDT of 72 hours over 25°C, a second sample in the 150th day with HDT of 72 hours but now with temperature controlled with termostate at 37°C and the last sample in day 27 with HDT of 24 hours at 37°C. Three periods were elected for sludge collection, when the samples were subjected to PCR/DGGE with specific primers for Archaea and Bacteria Domains, allowing the microbial community diversity access. The study was complemented with specific methanogenic activity assays, conducted in the inoculum samples and in the samples form the reactor after 270 days of operation. The microbial community presented important modifications along the reactor operation, being the more evident, the presented by de Bacteria Domain. The sludge from the first chamber, despite have been subjected to the higher LCFA loadings, showed the higher SMA values. The study allowed the verification of the adaptation capability of the anaerobic sludge, inferring that the observed modifications were important maintain the high organic matter efficiencies observed in the system.

A atividade minerária, além de influenciar de maneira positiva no desenvolvimento econômico e social do país, apresenta um dos principais passivos ambientais: as águas residuárias ricas em sulfato. Mais conhecidas como Drenagem Ácida de Minas, DAM, essas águas residuárias são oriundas na maioria das vezes, da mineração de carvão e metais pesados, onde os minerais de sulfetos são oxidados de maneira natural a sulfato tendo como principais características o baixo pH e elevadas concentrações de metais. Diversos são os tratamentos para a DAM, sendo eles físico-químicos e biológicos. Os métodos físico-químicos consistem na neutralização e precipitação dos metais pesados, apresentando elevado custo operacional. Já os métodos biológicos são uma excelente alternativa para o tratamento e remediação da DAM, pois através de reatores anaeróbios, promovem a redução do sulfato e a recuperação dos metais. Nesse estudo, foi utilizado um reator anaeróbio horizontal de leito fixo, RAHLF, para a biorremediação da DAM sintética, tendo seu interior preenchido com espuma de poliuretano para imobilização da biomassa e o etanol como fonte de carbono, relação entre a Demanda Química de Oxigênio e Sulfato, DQO/SO42- de 1 e Tempo de Detenção Hidráulica, TDH, de 24 e 36 horas. Ao longo do experimento variou-se as condições da alimentação, com relação a concentração de DQO e SO42-, TDH, bem como adição de metais. As análises de pH, SO42-, sulfeto, DQO e metais, foram muito satisfatórias em relação ao desempenho do reator para todas as fases de operação. Aumentando-se o TDH de 24 para 36 horas, observou-se que os valores na eficiência de remoção, foram significativos quando comparados com as fases anteriores. Dessa maneira, o estudo mostrou-se eficiente para o tratamento da DAM sintética em um RAHLF, alcançando elevados valores de remoção. / The mining activity, beyond positively influence the economic and social development of the country presents a major environmental liabilities: wastewater rich in sulfate. Better known as Acid Mine Drainage, AMD, these wastewaters are from most of the time, mining of coal and heavy metals where the mineral sulfides are oxidized naturally sulphate and the main features low pH and high concentrations metals. There are several treatments for AMD, being physical, chemical and biological. Physicochemical methods consist of neutralization and precipitation of heavy metals, with high operating costs. Already biological methods are an excellent alternative for the treatment and remediation of AMD, because through anaerobic reactors, promote the reduction of sulfate and the recovery of metals. In this study, a horizontal anaerobic fixed bed reactor was used, HABR, for the bioremediation of synthetic AMD, having its interior filled with polyurethane foam for immobilization of biomass and ethanol as carbon source, relationship between the chemical oxygen demand, and sulfate, COD/SO42- and hydraulic retention time, TDH, 24 and 36 hours. Throughout this experiment was varied conditions with respect to concentration of COD and SO42-, HRT and filler metals. The pH, SO42-, sulfide, COD and metals, were very satisfactory in relation to the reactor performance for all operating phases. Increasing the HRT of 24 to 36 hours, it was observed that the removal efficiency values were significant compared with the previous stages. Thus, the study demonstrated its effectiveness for treating AMD in a synthetic HABR, achieving high removal values.

Esse trabalho visou caracterizar o efluente gerado no campus Poços de Caldas da UNIFAL-MG, analisar estatisticamente como as características do efluente são influenciadas por diversas variáveis e definir valores de referência per capita. As análises laboratoriais foram feitas seguindo os métodos descritos no Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater para determinação de demanda química de oxigênio (DQO), pH, cloretos, condutividade, nitrogênio amoniacal, sólidos totais (fixos e voláteis) e sólidos suspensos (fixos e voláteis). Além disso, foi utilizado um condutivímetro para determinação de sólidos dissolvidos. A vazão de esgoto no campus foi estimada através da medição do consumo de água. Os dados foram analisados estatisticamente utilizando análise de variância, teste de comparação de médias Scott-Knott teste T e testes de correlação. Os resultados mostram que DQO e sólidos dissolvidos variam de acordo com os dias da semana, enquanto pH, cloreto e condutividade não sofrem essa influência. Também foi verificado que não há diferenças entre os valores médios de pH do período letivo e de férias, enquanto DQO, cloreto e condutividade têm médias estatisticamente menores em férias do que em dias letivos. Ao longo de perfis temporais foi verificado que pH, DQO, sólidos totais (fixos e voláteis) e sólidos suspensos (fixos e voláteis) não têm médias estatisticamente diferentes ao longo do dia. Os testes de correlação demonstraram que a população acadêmica não interfere diretamente no pH e nas concentrações de DQO, sólidos totais (fixos e voláteis) e sólidos suspensos (fixos e voláteis), mas interfere na quantidade de água consumida no campus. Além disso, o número de refeições servidas pode interferir em alguns parâmetros. Considerando todas as análises realizadas, as médias encontradas foram (em mg/l) DQO: 625,38 ± 347,30, sólidos totais: 507,60 ± 207,30, sólidos totais voláteis: 311,90 ± 161,10, sólidos totais fixos: 205,00 ± 120,50, sólidos suspensos voláteis: 102,80 ± 82,90, sólidos suspensos fixos: 24,60 ± 0,43, nitrogênio amoniacal: 9,30 ± 4,99, sólidos dissolvidos: 399,05 ± 172,13, cloreto: 189,41 ± 78,09. Para o pH a média foi 7,07 ± 0,59 e para condutividade 787,89 ± 307,58 μS/cm. O volume estimado de geração de efluente no campus foi de 9,82 m³/dia. A determinação da carga per capita de cada parâmetro analisado mostrou-se inferior aos valores de referência encontrados na literatura para esgotos domésticos. Esse resultado reflete a importância da caracterização do efluente das diversas fontes geradoras, visando a melhor determinação do tratamento a ser empregado em cada caso. / This work aimed to characterize the effluent generated at the Poços de Caldas campus of UNIFAL-MG, to statistically analyse how the effluent characteristics are influenced by several variables and to define ​​per capita loadings. The laboratory analyses were done under the methods described in the Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater were used to determine chemical oxygen demand (COD), pH, chlorides, conductivity, ammoniacal nitrogen, total solids (fixed and volatile) and suspended solids (fixed and volatile). In addition, a conductivitimeter was used to determine dissolved solids. The sewage flow on campus was estimated by measuring water consumption. Using generated data statistical analyses were taking using analysis of variance, mean comparison tests, T-tests and correlation trests.Results shows that COD and dissolved solids vary according to the days of the week, whereas pH, chloride and conductivity do not suffer this influence. It was also verified that there are no differences between the mean values ​​of the pH of the school and and this one of vacation period. COD, chloride and conductivity have statistically lower means in vacations than means in school days. pH, COD, total solids (fixed and volatile) and suspended solids (fixed and volatile) do not have statistically different means throughout the hours of the day. Correlation tests have shown that the academic population does not directly interfere with the pH and concentrations of COD, total solids (fixed and volatile) and suspended solids (fixed and volatile), but population interferes with the amount of water consumed on campus. In addition, the number of meals served can interfere with some characteristics. Considering all the analyses, the means found were (in mg / l) COD: 625.38 ± 347.30, total solids: 507.60 ± 207.30, total volatile solids: 311.90 ± 161.10, total fixed solid: 205.00 ± 120.50, volatile suspended solids: 102.80 ± 82.90, fixed suspended solids: 24.60 ± 0.43, ammoniacal nitrogen: 9.30 ± 4.99, dissolved solids: 399 , 05 ± 172.13, chloride: 189.41 ± 78.09. For the pH the mean was 7.07 ± 0.59 and for conductivity 787.89 ± 307.58 μS / cm. The estimated volume of effluent generation on campus was 9.82 m³ / day. The determination of the per capita load of each analysed parameter was lower than the reference values found in the literature for domestic sewage. This result reflects the importance of the characterization of the effluent for different generating sources, aiming at the best determination of the treatment to be used in each case.

A drenagem ácida de minas (DAM) constitui sério problema ambiental principalmente em áreas de mineração. O soro de leite, efluente das indústrias de laticínios, também gera danos ao meio ambiente por apresentar alta concentração de matéria orgânica, e é de interesse desses centros produtores que este receba uma destinação correta e de baixo custo. Uma alternativa para ambos os problemas pode ser o tratamento anaeróbio da DAM, utilizando bactérias redutoras de sulfato e o efluente da indústria de laticínios como doador de elétrons para o processo. A proposta deste estudo foi a utilização de um reator UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket, em português reator de manta de lodo de fluxo ascendente) para tratamento anaeróbio da DAM. Este reator foi inoculado com consórcio microbiano contendo bactérias redutoras de sulfato (BRS) e alimentado também com soro de leite em pó como fonte de carbono do processo. Foram variados o tempo de detenção hidráulica (TDH), relação DQO/SO42- e concentração inicial de ferro com objetivo de avaliar os efeitos causados por estes parâmetros no desempenho do sistema como um todo. Foram estudadas quatro fases de operação, com a primeira fase apresentando TDH de 16 horas, relação DQO/SO42- de 1,0 e concentração inicial de ferro de 100 mg/l; a segunda fase apresentando TDH de 16 horas, relação DQO/SO42- de 0,8 e concentração inicial de ferro de 100 mg/l; a terceira fase com TDH de 24 horas, relação DQO/SO42- de 0,8 e concentração inicial de ferro de 100 mg/l; e, finalmente, a quarta fase de operação com TDH de 24 horas, relação DQO/SO42- de 0,8 e concentração inicial de ferro de 200 mg/l. O estudo revelou que a relação DQO/SO42- de 0,8 juntamente com o TDH de 16 horas não foram favoráveis à ação das BRS, levando à redução da remoção de sulfato e que o aumento da concentração inicial de ferro no sistema se mostrou favorável ao processo, aumentando o pH efluente e também melhorando a remoção de sulfato do meio. Os melhores resultados foram obtidosna fase I, que resultou em uma média de remoção de sulfato de (70,00 ± 7,96)% e remoção de DQO de (80,83± 7,27)%. Os melhores valores obtidos para a remoção de metais ocorreramna fase II, com (93,14± 3,49)% de remoção de cobre, (50,77± 2,75)%de remoção de zinco e a remoção de ferro se manteve acima de 99% durante todo o período de operação do reator. Mesmo com a reação positiva que o sistema apresentou durante a sua última fase de operação, fase IV, acredita-se que o tempo de operação da fase ou até mesmo o longo tempo de operação do reator (920 dias), tenham sido fatores decisivos para que o sistema não apresentasse os melhores resultados na última fase de operação. / Acid mine drainage (AMD) is a serious environmental issue especially in mining areas. This wastewater generally consists of heavy metals and toxic compounds that can pollute soils and water streams, causing damage to the fauna, flora and to people’s health. The whey, effluent of dairy industries, also generates damage to the environment due to its high organic matter concentration and it is in the interest of these productive centers that they have a correct and low cost destination. An alternative for both problems can be the anaerobic treatment of the AMD, using sulphate reducing bacteria and the dairy industries wastewater as an electron donor for the process, since AMD is a wastewater deficient in carbon source. This study proposes the utilization of an UASB reactor (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) for the treatment of AMD. This reactor was inoculated with an microbial consortium containing sulphate reducing bacteria (SRB) and fed also with powder whey as carbon source in the process. It was evaluated the hydraulic retention time (HRT), COD/SO42-ratio and initial iron concentration, aiming evaluate the effects of these parameters in the efficiency of the system as a whole. It were studied four phases of operation, with the first one presenting HRT of 16 hours, COD/SO42-ratio of 1,0 and initial iron concentration of 100 mg/l; the second phase presenting HRT of 16 hours, COD/SO42-ratio of 0,8 and initial iron concentration of 100 mg/l; the third phase with HRT of 24 hours, COD/SO42-ratio of 0,8 and initial iron concentration of 100 mg/l; and, finally, the fourth phase of operation with HRT of 24 hours, COD/SO42-ratio of 0,8 and initial iron concentration of 200 mg/l. Thus, this study shows that the COD/SO42-of 0,8 with the HRT of 16 hours weren’t favorable to the SRB action, which resulted in a reduction in the sulphate removal, and also, the increase in the initial iron concentration in the system showed a favorable response in the process, increasing effluent pH and also improving the sulphate reduction in the system. The phase with better results was phase I, which presented an average sulphate removal of (70,00 ± 7,96)% and average COD removal of (80,83± 7,27)%. The best results for metals removal were obtained in phase II, with (93,14± 3,49)%of copper removal, (50,77± 2,75)%of zinc removal and the iron removal was kept above 99% during all reactor’s operation. Even with the positive reaction that the system presented during its last operation phase, phase IV, is believed that the duration of the operation phase or even the long operation time of the reactor, 920 days, were decisive factors so the system did not present the best results in the last operation phase.

Made available in DSpace on 2017-07-20T13:42:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rafael Jansen Mikami.pdf: 3198153 bytes, checksum: 6a277457317456e313f7f86a96cd4474 (MD5) Previous issue date: 2017-03-31 / The use of recycled aggregates for producing concrete has been studied as a way to reuse construction waste. However, these aggregates may contain contaminants that may cause the leaching of pollutants, especially in open places, such as floors and sidewalks. Thus, the objective of this study was to verify the releasing of sulfates and heavy metals in the water by leaching of pervious concrete made of recycled aggregates. Six types of aggregates were produced with uniform granulometric distribution. One of the aggregates was conventional aggregate and the other ones were recycled aggregates. For each type of aggregate, containing different ceramic contents, concrete specimens were made. To perform the leaching test, pervious concrete specimens were immersed in ultrapure water, which was renewed after 24, 48, 168 and 384 h from the start of the test. The leached water was analyzed for pH, electrical conductivity, alkalinity, chemical oxygen demand (COD), total solids, sulfates and potentially toxic elements (Cr, Cd, Zn, Pb, Cu). It was verified that all concretes produced had a permeability coefficient above the minimum recommended value for use as a pervious pavement, of 0,10 cm.s-1. However, the maximum compressive strength obtained was 10,15 MPa, not reaching the minimum for use in pavements (20 MPa). The incorporation of ceramic material in the aggregate resulted in an increase in water absorption. The leaching tests showed that the pH of the concrete leachate remained alkaline, reaching an overall average value of 11,5. The electrical conductivity throughout the experiment increased, demonstrating that the concrete continued to release ions over the 16 day period. The mean sulfate concentration in the leachate varied between 21,3 and 71,7 mg.L-1 after 24 h of the test, gradually reducing until the last sampling, in which the concentration was between 2,4 and 21,6 mg.L-1. No direct relationship between the sulfate concentration and the ceramic content in the aggregate was observed. However, it was visually verified that a specimen was contaminated with gypsum, implying a sulfate concentration five times higher than the other samples of the same treatment, increasing the mean of the treatment. Significant quantities of chromium were detected in the leachate, mainly of the concrete made with 100% ceramic aggregate, which released 0,083 mg.L-1 of chromium. In all treatments, cadmium concentrations in the leachate were between 0,009 and 0,113 mg.L-1, exceeding the maximum limit of 0,005 mg.L-1, established by Brazilian Standard (NBR) 10004:2004. / O uso de agregados reciclados na confecção de concretos tem sido estudado como uma forma de reutilizar os resíduos da construção civil. Entretanto, esses agregados podem conter contaminantes, havendo o risco da lixiviação de poluentes, principalmente em locais expostos ao ambiente, como pisos e calçadas. Dessa forma, o objetivo deste estudo foi verificar a liberação de sulfatos e metais pesados na água pela lixiviação de concreto permeável confeccionado com agregados graúdos reciclados. Seis tipos de agregados foram produzidos com distribuição granulométrica uniforme, sendo um agregado convencional e os demais agregados reciclados. Para cada tipo de agregado, contendo diferentes teores de cerâmica, foram confeccionados corpos de prova de concreto. Para a realização do teste de lixiviação, corpos de prova de concreto permeável foram imersos em água ultrapura, sendo esta renovada após 24, 48, 168 e 384 h do início do ensaio. A água lixiviada foi analisada quanto ao pH, condutividade elétrica, alcalinidade, a demanda química de oxigênio (DQO), sólidos totais, sulfatos e elementos potencialmente tóxicos (Cr, Cd, Zn, Pb, Cu). Verificou-se que todos os concretos produzidos apresentaram coeficiente de permeabilidade acima do valor mínimo recomendado para uso como pavimento permeável, de 0,10 cm.s-1. No entanto, a resistência à compressão máxima obtida foi de 10,15 MPa, não atingindo o mínimo para utilização em pavimentos (20 MPa). A incorporação de material cerâmico no agregado resultou em um crescente aumento na absorção de água. Os testes de lixiviação demonstraram que o pH do lixiviado de concreto se manteve alcalino, atingindo um valor médio geral de 11,5. A condutividade elétrica ao longo do experimento aumentou, demonstrando que o concreto continuou a liberar íons ao longo do período de 16 dias. A concentração média de sulfato no lixiviado variou entre 21,3 e 71,7 mg.L-1 após 24 h de ensaio, reduzindo gradualmente até a última coleta, na qual a concentração se situou entre 2,4 e 21,6 mg.L-1. Não foi constatada relação direta entre a concentração de sulfato e o teor de material cerâmico no agregado. No entanto, verificou-se visualmente que um corpo de prova estava contaminado com gesso, o que implicou em uma concentração de sulfato cinco vezes superior às demais amostras do mesmo tratamento, elevando a média do tratamento. Foram detectadas quantidades significativas de cromo no lixiviado, principalmente do concreto confeccionado com agregado 100% cerâmico, que liberou 0,083 mg.L-1 de cromo. Em todos os tratamentos verificaram-se concentrações de cádmio no lixiviado entre 0,009 e 0,113 mg.L-1, ultrapassando o limite máximo de 0,005 mg.L-1, estabelecido pela Norma Brasileira (NBR) 10004:2004.

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Made available in DSpace on 2016-12-23T14:04:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Andreia do Rozario.pdf: 4502338 bytes, checksum: b9ac291e79af94761b6c6b25dc856c36 (MD5) Previous issue date: 2012-08-27 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O aumento do uso de agrotóxicos no Brasil tem causado muitas preocupações, devido aos problemas ambientais e de saúde que podem causar. Muitos desses produtos não são eficientemente removidos das águas por tratamento convencional, sendo necessárias alternativas que os removam das águas de abastecimento. Uma das opções é o uso do carvão ativado granular (CAG) em leitos fixos, pois devido a alta eficiência para remoção de microcontaminantes e facilidade de operação, essa tecnologia é uma das mais efetivas e confiáveis para o tratamento de água. O objetivo desse trabalho foi avaliar, através do sistema Testes Rápidos de Colunas em Pequena Escala (ou RSSCT Rapid Small-Scale Column Tests), a capacidade de adsorção do CAG na remoção do 2,4-D em amostras de água destilada/deionizada (ADD) e filtrada proveniente de estação de tratamento de água (AFE) fortificadas (apenas com 2,4-D ou associado a 2,4,5-T ou atrazina). Os agrotóxicos foram detectados e quantificados através de cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE), em metodologia adaptada e adequadamente validada. Foram realizados oito ensaios com leitos fixos em série, onde se variou o tipo de água utilizada e a taxa de aplicação superficial. As capacidades de adsorção obtidas em amostras de água fortificadas apenas com o 2,4-D apresentaram valores superiores aos obtidos a partir de isotermas. Além disso, a matéria orgânica natural (MON) exerceu grande influência na adsorção do 2,4-D, diminuindo sua capacidade de adsorção. Nos efluentes dos ensaios realizados com AFE fortificadas apenas com 2,4-D verificou-se, através dos valores das absorbâncias a 254 nm, a remoção de MON pelo CAG. Além disso, verificou-se a adsorção preferencial de agrotóxicos hidrofóbicos (2,4,5-T e atrazina) perante o 2,4-D, pois em todos os ensaios com amostras de águas fortificadas com 2,4-D associado a 2,4,5-T ou atrazina, verificouse uma diminuição na capacidade de adsorção do CAG / The increased use of pesticides in Brazil has caused many concerns due to environmental and health problems they can cause. Many of these products are not efficiently removed by conventional treatment of water, requiring alternatives that remove the water supply. One option is the use of granular activated carbon (GAC) in fixed beds, because due to the high efficiency removal of microcontaminants and ease of operation, this technology is one of the most effective and reliable water treatment. The aim of this study was to evaluate, through the Rapid Tests in Small Scale Column (RSSCT), the adsorption capacity of GAC in removing 2,4-D in samples of distilled / deionized (DDW) and filtered from the water treatment plant (FWTP) fortified (only with 2,4-D or associated with atrazina or 2,4,5-T). Pesticides were detected and quantified using high performance liquid chromatography (HPLC), the methodology adapted and properly validated. Eight tests were performed with fixed beds in series, which varied the type of water used and the rate of surface application. The adsorption capacities obtained from water samples spiked with only 2.4-D had higher values than those obtained from isotherms. Furthermore, natural organic matter (NOM) had a great influence on the adsorption of 2,4-D, decreasing its adsorption capacity. In the tests performed with effluent spiked with only FWTP with 2,4-D was observed by absorbance values at 254 nm, the removal of the MON by CAG. Furthermore, there was a preferential adsorption of hydrophobic pesticides (2,4,5-T, and atrazine) to the 2,4-D, since in all tests water samples spiked with 2,4-D associated with 2,4,5-T or atrazine, there was a decrease in the adsorption capacity of the CAG