During the production of ferrochrome in electric arc furnaces, a dust is captured in baghouse filters as a means of air pollution control. This dust contains various metals such as chromium, zinc, iron, aluminium and magnesium. Due to the presence of hexavalent chromium in the dust, which is both toxic and carcinogenic, it requires disposal at a hazardous waste disposal site, entailing high cost. The possibility exists that these costs could be reduced if metals such as zinc can be recovered from the dust through, inter alia, leaching. Experiments were performed to determine suitable conditions for the leaching of zinc from such a baghouse dust. A two step leaching procedure was followed which prevented the formation of silica gel. The most favourable conditions for zinc extraction was with a sulphuric acid concentration of 336 g/l and an acid to dust ratio of 0,56. Under these conditions zinc was selectively leached with regard to iron and aluminium. The percentage recovery for zinc was 71,2%, aluminium 1,8% and iron 0,1%. It was concluded that the second step (dilution) of leaching did not have a significant influence on the percentage extraction of metals from the dust. Consideration of the chemical treatment cost of waste streams produced led to the conclusion that zinc recovery from baghouse dust is not an economically feasible project viewed in isolation. However, compared to disposal at a hazardous waste disposal site such as Holfontein, approximately R467 054,00 per annum (based on a seven day week and baghouse dust production of 3 600 kg/day) can be saved. / Dissertation (MEng (Environmental Engineering))--University of Pretoria, 2006. / Chemical Engineering / unrestricted

This study investigated the effect of excess carbon loading in the anoxic reactor on the nitrogen removal capacity of a biological pre-denitrification system for the treatment of a high ammonia leachate. The influent leachate was low in degradable organic carbon, thus an external carbon source was needed for denitrification requirements. Four different carbon sources were studied: methanol, glucose, acetate, and a waste brewer's yeast. The carbon loading was increased over the duration of the experimental period. The COD:NOx added to the anoxic reactor reached more than three times the carbon loading required to just achieve complete denitrification. All four carbon sources were found to support denitrification, but the glucose system showed erratic behaviour and ultimately failed after reaching a CODrNOx loading of about 23:1. The system using acetate appeared to require the least amount of COD:NOx (5.9:1) for complete denitrification, followed closely by methanol (6.2:1), then the yeast waste (8.5:1), and finally by glucose (9:1). Carbon breakthrough, the bleeding of carbon from the anoxic reactor into the aerobic reactor, was observed to occur just after complete denitrification was reached. The excess carbon did not appear to have any effect on denitrification, except in the case of the glucose system. The unit nitrification was found to decrease as the CODrNOx was increased, even though the ammonia removal remained at 100%. The decrease in nitrification, with respect to the COD:NOx, was most pronounced in the system that used methanol, and about equal in the other three systems. The cause of the decrease in nitrification is suspected to be due to increased ammonia assimilation by the heterotrophs rather than an inhibition of the nitrifiers. Nitrification ceased in the glucose system, but was restored within 12 days after the glucose addition was halted. The cause of the failure of the nitrogen removal process in the glucose system was not determined. Nitrite accumulation was observed in all the systems except the methanol system. The yeast waste system had nitrite accumulation in the aerobic reactor at C0D:N0x loadings over 25:1. Free ammonia inhibition of Nitrobacter is suspected to be the cause of aerobic nitrite buildup. The glucose and acetate systems had nitrite buildup in the anoxic reactor until complete denitrification was achieved. Facultative anaerobic bacteria are suspected of causing this nitrite accumulation. This theory was supported by observations in the glucose system, such as low anoxic pH; this may have been due to volatile fatty acids produced from fermentation. / Applied Science, Faculty of / Civil Engineering, Department of / Graduate

CAPES / A produção de resíduos sólidos urbanos (RSU) aumenta a cada dia em razão da associação de uma série de fatores, tais como crescimento da população, aumento do poder aquisitivo, facilidade de acesso aos bens de consumo, etc. Em consequência, o gerenciamento e a disposição final tornaram-se um grande problema a ser encarado onde, atualmente, um dos principais meios de destinação final dos RSU é o aterro sanitário. Otimizar sua vida útil devido à ausência de terrenos adequados para este fim, principalmente em grandes centros urbanos, e exigências mais rígidas de órgãos controladores e reguladores, tornou-se um dos principais focos dos gestores tanto municipais quanto estaduais. Uma das formas de melhorar o aproveitamento das áreas de disposição de RSU é o aumento da altura do aterro, porém, se não for realizado de forma correta pode ocasionar danos significativos para o meio ambiente e para a sociedade. A presença de materiais com propriedades semelhantes às fibras existentes na massa de resíduos sólidos, como plásticos e têxteis, promovem um acréscimo na resistência ao cisalhamento da massa de RSU depositada em aterros, porém, esses materiais vão sofrendo decomposição e alterando suas propriedades e, consequentemente, podendo ocasionar mudanças na resistência ao cisalhamento ao longo do tempo. Desta forma, o presente trabalho tem por objetivo avaliar a influência do lixiviado na resistência à força de tração do plástico mole e como objetivos específicos avaliar a influência largura, distância entre as distância entre as ancoragens e taxa de carregamento, nas trações resultantes; verificar se há variação do pH, demanda química de oxigênio (DQO), alcalinidade, ácidos voláteis, nitrogênio amoniacal e fósforo total presentes no lixiviado, ao longo do tempo e avaliar a estrutura e componentes do plástico mole com e sem imersão no lixiviado. Foram utilizadas sacolas plásticas de supermercado, cortadas em tiras de 0,5 e 1,0 cm de largura, estas ficaram em contato com o lixiviado coletado em um aterro sanitário da região metropolitana de Curitiba-PR, e em seguida foram submetidas aos ensaios de força de tração, a cada quinze dias, variando a distância entre as ancoragens (0 cm, 7 cm e 21 cm) e a taxa de carregamento de ensaio (1 mm.min-1 e 4 mm.min-1). O estudo permitiu verificar que os ensaios realizados com largura de 1 cm resultaram em força de tração superior àquelas realizadas com largura de 0,5 cm. A distância entre as ancoragens e taxa de carregamento de ensaio interferem significativamente nos valores de força de tração obtidos, sendo que ensaios realizados com taxa de carregamento de 4 mm.min-1 resultaram em força de tração superior. Quando se leva em consideração o tempo de contato, não foi possível chegar a uma conclusão definitiva, pois o tempo de contato foi relativamente pequeno. Com a análise de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia de energia dispersiva (EDS) foi possível verificar que há deposição de sólidos nas tiras plásticas após imersão no lixiviado e que há deposição de diferentes componentes químicos nas tiras plásticas como o alumínio, por exemplo. / The production of municipal solid waste (MSW) increases every day because of the association of a number of factors such as population growth, increased purchasing power, facility of access to consumer goods, etc. Consequently, the management and disposal have become a major problem to be faced where currently one of the main means of disposal of MSW is the landfill. Optimize its useful life due to ausence of suitable land for this purpose, especially in large urban centers, exigencies stricter controllers and regulators; it has become a major focus of both municipal and state managers. One way to improve the use of MSW disposal sites is increasing embankment height, but if not done properly can cause significant damage to the environment and society. The presence of materials with similar properties to existing fibers in the mass of solid waste such as plastics and textiles, promote an increase in mass of the shear strength of MSW landfill, but these materials are undergoing decomposition and changing its properties, consequently, may cause changes in shear strength over time. Thus, this study aims to evaluate the influence of the leachate on the tensile strength of the soft plastic and specific objectives to assess the width, distance between anchors and speed the resulting pulls, check for variation of pH, chemical oxygen demand (COD), alkalinity, volatile fatty acids, ammonia, nitrogen and total phosphorus present in the leachate over time and to assess the structure and the soft plastic components with and without immersion in the leachate. Plastics grocery bags, cut into 0.5 to 1.0 cm wide strips were used. These were in contact with leachate collected in a landfill in the metropolitan region of Curitiba-PR, and then were sub- jected to tensile tests, every fifteen days, varying the distance between the anchors (0 cm, 7cm and 21 cm ) and the test speed (1 mm.min-1 and 4 mm.min-1) .The study showed that the tests performed with a width of 1 cm resulted in those made with superior traction width of 0.5 cm. The distance between the anchors and speed of test interfere significantly in tensile values, and tests performed at a speed of 4 mm.min-1 resulted in superior traction. When taking into account the contact time was not possible to reach a definitive conclusion as contact time was relatively low. With the analysis of scanning electronic microscopy (SEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS) were unable to verify that there is deposition of solids in the plastic strips and that there are different chemical components present in the solid aluminum, for example.

CAPES / A produção de resíduos sólidos urbanos (RSU) aumenta a cada dia em razão da associação de uma série de fatores, tais como crescimento da população, aumento do poder aquisitivo, facilidade de acesso aos bens de consumo, etc. Em consequência, o gerenciamento e a disposição final tornaram-se um grande problema a ser encarado onde, atualmente, um dos principais meios de destinação final dos RSU é o aterro sanitário. Otimizar sua vida útil devido à ausência de terrenos adequados para este fim, principalmente em grandes centros urbanos, e exigências mais rígidas de órgãos controladores e reguladores, tornou-se um dos principais focos dos gestores tanto municipais quanto estaduais. Uma das formas de melhorar o aproveitamento das áreas de disposição de RSU é o aumento da altura do aterro, porém, se não for realizado de forma correta pode ocasionar danos significativos para o meio ambiente e para a sociedade. A presença de materiais com propriedades semelhantes às fibras existentes na massa de resíduos sólidos, como plásticos e têxteis, promovem um acréscimo na resistência ao cisalhamento da massa de RSU depositada em aterros, porém, esses materiais vão sofrendo decomposição e alterando suas propriedades e, consequentemente, podendo ocasionar mudanças na resistência ao cisalhamento ao longo do tempo. Desta forma, o presente trabalho tem por objetivo avaliar a influência do lixiviado na resistência à força de tração do plástico mole e como objetivos específicos avaliar a influência largura, distância entre as distância entre as ancoragens e taxa de carregamento, nas trações resultantes; verificar se há variação do pH, demanda química de oxigênio (DQO), alcalinidade, ácidos voláteis, nitrogênio amoniacal e fósforo total presentes no lixiviado, ao longo do tempo e avaliar a estrutura e componentes do plástico mole com e sem imersão no lixiviado. Foram utilizadas sacolas plásticas de supermercado, cortadas em tiras de 0,5 e 1,0 cm de largura, estas ficaram em contato com o lixiviado coletado em um aterro sanitário da região metropolitana de Curitiba-PR, e em seguida foram submetidas aos ensaios de força de tração, a cada quinze dias, variando a distância entre as ancoragens (0 cm, 7 cm e 21 cm) e a taxa de carregamento de ensaio (1 mm.min-1 e 4 mm.min-1). O estudo permitiu verificar que os ensaios realizados com largura de 1 cm resultaram em força de tração superior àquelas realizadas com largura de 0,5 cm. A distância entre as ancoragens e taxa de carregamento de ensaio interferem significativamente nos valores de força de tração obtidos, sendo que ensaios realizados com taxa de carregamento de 4 mm.min-1 resultaram em força de tração superior. Quando se leva em consideração o tempo de contato, não foi possível chegar a uma conclusão definitiva, pois o tempo de contato foi relativamente pequeno. Com a análise de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia de energia dispersiva (EDS) foi possível verificar que há deposição de sólidos nas tiras plásticas após imersão no lixiviado e que há deposição de diferentes componentes químicos nas tiras plásticas como o alumínio, por exemplo. / The production of municipal solid waste (MSW) increases every day because of the association of a number of factors such as population growth, increased purchasing power, facility of access to consumer goods, etc. Consequently, the management and disposal have become a major problem to be faced where currently one of the main means of disposal of MSW is the landfill. Optimize its useful life due to ausence of suitable land for this purpose, especially in large urban centers, exigencies stricter controllers and regulators; it has become a major focus of both municipal and state managers. One way to improve the use of MSW disposal sites is increasing embankment height, but if not done properly can cause significant damage to the environment and society. The presence of materials with similar properties to existing fibers in the mass of solid waste such as plastics and textiles, promote an increase in mass of the shear strength of MSW landfill, but these materials are undergoing decomposition and changing its properties, consequently, may cause changes in shear strength over time. Thus, this study aims to evaluate the influence of the leachate on the tensile strength of the soft plastic and specific objectives to assess the width, distance between anchors and speed the resulting pulls, check for variation of pH, chemical oxygen demand (COD), alkalinity, volatile fatty acids, ammonia, nitrogen and total phosphorus present in the leachate over time and to assess the structure and the soft plastic components with and without immersion in the leachate. Plastics grocery bags, cut into 0.5 to 1.0 cm wide strips were used. These were in contact with leachate collected in a landfill in the metropolitan region of Curitiba-PR, and then were sub- jected to tensile tests, every fifteen days, varying the distance between the anchors (0 cm, 7cm and 21 cm ) and the test speed (1 mm.min-1 and 4 mm.min-1) .The study showed that the tests performed with a width of 1 cm resulted in those made with superior traction width of 0.5 cm. The distance between the anchors and speed of test interfere significantly in tensile values, and tests performed at a speed of 4 mm.min-1 resulted in superior traction. When taking into account the contact time was not possible to reach a definitive conclusion as contact time was relatively low. With the analysis of scanning electronic microscopy (SEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS) were unable to verify that there is deposition of solids in the plastic strips and that there are different chemical components present in the solid aluminum, for example.

Resíduos industriais têm sido um dos grandes problemas ambientais discutido na atualidade. Muitos trazem em suas composições metais pesados de diversos teores, sendo necessária uma análise de cada resíduo, a fim de que se busquem soluções práticas apropriadas da destinação, e se torne um benefício ao meio ambiente. Foram elaboradas diversas composições com borra de tinta, areia de fundição, vidro e caulim, em moldes de 60mmx20mm, prensados uniaxialmente em prensa hidráulica a 10 MPa e sinterizados em forno elétrico nas temperaturas 1100°C, 1150°C, 1200°C, 1250°C e 1275ºC. Os compósitos passaram por ensaios de resistências a flexão, absorção de água, densidade aparente, retração linear, FRX, DRX, MEV, EDS, lixiviação e análise de materiais particulados. Posteriormente no material sinterizados, verificaram-se novas propriedades físicas e mecânicas, mostrando a fundição de seus materiais e resistência à flexão que chegou a 12,29 Mpa, 10,85% de absorção de água. 6,04% de retração linear e 1,39% de densidade aparente, na composição que se utilizou de 7% de resíduos e incinerados a 1275°C. Identificou a presença dos minerais montmorillonita, illita, caulinita, gibbsita, rutila e cristobalita e suas influências na cerâmica. Essa pesquisa apresentou uma solução cabível aos resíduos de tinta, areia de fundição e vidro, utilizandoos como matéria-prima para cerâmica branca. / Industrial waste has been one of the major environmental problems discussed today. Many contain in their compositions heavy metals of various contents, and an analysis of each residue is necessary in order to find appropriate practical solutions of the destination, and become a benefit to the environment. Several compositions were made with paint sludge, cast sand, glass and kaolin, in 60mmx20mm molds, uniaxially pressed in a hydraulic press at 10 MPa and sintered in an electric oven at temperatures of 1100 ° C, 1150 ° C ° C, 1200 ° C, 1250 ° C and 1275 ° C. The composites underwent tests of resistance to bending, water absorption, apparent density, linear retraction, FRX, DRX, SEM, EDS, leaching and analysis of particulate materials. Subsequently, in the sintered material, new physical and mechanical properties were found, showing the casting of its materials and flexural strength of 12.29 Mpa, 10.85% of water absorption. 6.04% linear retraction and 1.39% apparent densities, in the composition that was used of 7% of residues and incinerated at 1275 ° C. It identified the presence of the minerals montmorillonite, illite, kaolinite, gibbsite, rutila and cristobalite and their influences on ceramics. This research presented a suitable solution for waste ink, sand casting and glass, using them as raw material for white ceramics.

Resíduos industriais têm sido um dos grandes problemas ambientais discutido na atualidade. Muitos trazem em suas composições metais pesados de diversos teores, sendo necessária uma análise de cada resíduo, a fim de que se busquem soluções práticas apropriadas da destinação, e se torne um benefício ao meio ambiente. Foram elaboradas diversas composições com borra de tinta, areia de fundição, vidro e caulim, em moldes de 60mmx20mm, prensados uniaxialmente em prensa hidráulica a 10 MPa e sinterizados em forno elétrico nas temperaturas 1100°C, 1150°C, 1200°C, 1250°C e 1275ºC. Os compósitos passaram por ensaios de resistências a flexão, absorção de água, densidade aparente, retração linear, FRX, DRX, MEV, EDS, lixiviação e análise de materiais particulados. Posteriormente no material sinterizados, verificaram-se novas propriedades físicas e mecânicas, mostrando a fundição de seus materiais e resistência à flexão que chegou a 12,29 Mpa, 10,85% de absorção de água. 6,04% de retração linear e 1,39% de densidade aparente, na composição que se utilizou de 7% de resíduos e incinerados a 1275°C. Identificou a presença dos minerais montmorillonita, illita, caulinita, gibbsita, rutila e cristobalita e suas influências na cerâmica. Essa pesquisa apresentou uma solução cabível aos resíduos de tinta, areia de fundição e vidro, utilizandoos como matéria-prima para cerâmica branca. / Industrial waste has been one of the major environmental problems discussed today. Many contain in their compositions heavy metals of various contents, and an analysis of each residue is necessary in order to find appropriate practical solutions of the destination, and become a benefit to the environment. Several compositions were made with paint sludge, cast sand, glass and kaolin, in 60mmx20mm molds, uniaxially pressed in a hydraulic press at 10 MPa and sintered in an electric oven at temperatures of 1100 ° C, 1150 ° C ° C, 1200 ° C, 1250 ° C and 1275 ° C. The composites underwent tests of resistance to bending, water absorption, apparent density, linear retraction, FRX, DRX, SEM, EDS, leaching and analysis of particulate materials. Subsequently, in the sintered material, new physical and mechanical properties were found, showing the casting of its materials and flexural strength of 12.29 Mpa, 10.85% of water absorption. 6.04% linear retraction and 1.39% apparent densities, in the composition that was used of 7% of residues and incinerated at 1275 ° C. It identified the presence of the minerals montmorillonite, illite, kaolinite, gibbsite, rutila and cristobalite and their influences on ceramics. This research presented a suitable solution for waste ink, sand casting and glass, using them as raw material for white ceramics.