Orientador: Rodrigo Braga Moruzzi / Banca: Jorge Hamada / Banca: Lyda Patricia Sabogal Paz / Resumo: A floculação é etapa fundamental no tratamento de água para abastecimento público sendo essencial para remoção do seu papel material particulado. O conhecimento da distribuição do tamanho das partículas floculentas torna-se de grande valia para a compreensão dos processos que envolvem a remoção desses flocos bem como a tecnologia de tratamento a ser adotada. Neste trabalho, foi avaliado o produto do gradiente médio de velocidade de flobulação (Gf) pelo tempo de floculação (Tf), GT também definido como número de Camp (NC), sob a ótica da distribuição de tamanho de partícula (DTP). Para tal, foi empregada técnica dedicada de captura e de tratamento de imagens visando obtenção da DTP e de seus parâmetros representativos. Foram investigados diferentes valores de NC (18000, 36000, 54000 e 72000) para a avaliação da eficiência da sedimentação em diferentes velocidades associadas (0,5; 1,5; 2,5; 3,5 e 5,0 cm/min). Os resultados demonstraram que o desempenho da sedimentação nas distintas velocidades investigadas é sensível ao valor de NC. Para um mesmo NC o gradiente médio de velocidade foi determinante, sendo os melhores resultados obtidos para Gf de 20s. Mantida a mesma velocidade de sedimentação de 2,5 cm/min verificou-se eficiência de remoção de turbidez praticamente constante, por volta de 70% para valores de número de Camp de 24000, 36000 e 54000 ao passo que para os extremos, 18 e 72 mil houve queda na eficiência. Em relação à DTP verificou-se, por meio da análise de seu parâmetro característico β, que este é sensível a variação do produto GT, sendo mais sensível aos valores de G para determinados valores de T. Em linhas gerais, o trabalho mostrou que o aumento da energia fornecida durante a floculação implica em menor alteração da dinâmica da distribuição de tamanho de partículas, estabelecendo uma relação inversa de proporção entre energia e a variação do parâmetro... / Abstract: Flocculation is a paramount step in water treatment for public supply, in addition, is essential to remove the particulate material. The knowledge about the distribution of the flocculent particles size becomes important to the flocculent particles size becomes important to understand the process of flocs removal and the treatment technology that must be adopted. In this study was evaluated the product of the average velocity gradient flocculation (Gf) by time of flocculation (Tf), GT is also defined as Camp number (NC), according to the particle size distribution (PSD). In this case, the technique of image treatment was used to obtain the PSD and the others representatives parameters. Wete investigated different values of NC (18000, 24000, 36000, 54000 e 72000) for evaluation of the sedimentation efficiency in different associated velocities (0,5;, 1,5; 2,5; 3,5 e 5.0 cm/min). The results show that NC is fundamental for the sedimentation performance in all velocities. For the same NC the average of the velocity gradient was determinant, being one of the best results for Gf= 20 s. If the velocity of sedimentation is constant (2,5 cm/min) is possible to conclude that the turbidity removal efficiency maintain 70% fir Cam numbers around 24000, 36000 and 54000. In the order hand, for extrem values 18 and 72 thousand exist a reduction of efficiency. In relation with PSD, is possible to analyze your characteristic parameter β that is sensible according with the provided energy. In conclusion, the case of study show that the increase of provided energy during flocculation results in reduction of dynamic alteration about particle size distribution, establishing inverse proportion between energy and variation of the chaacteristic parameter β. This happens due to flocs action of rupture that contributes to reach the equilibrium state of the flocculent particles in less time of flocculation. Moreover,high values of Gf and NC imply high values... / Mestre

Resumo: Utilizando-se um floculador mecanizado com quatro câmaras foram realizados ensaios hidrodinâmicos com o traçador cloreto de sódio obtendo-se curvas de distribuição dos tempos de residência (DTR) e os tempos de residência médios para os tempos de residência teórico de 29,54 min, 22,15 min e 14,77 min respectivamente para o floculador operando com 04, 03 e 02 câmaras. Entre as câmaras de floculação havia quatro diferentes posições de passagens, sendo duas em cima "D" e "E" (respectivamente Direita superior e Esquerda superior) e duas embaixo "d" e "e" (respectivamente direita inferior e esquerda inferior). Levando-se em consideração que a entrada de água era realizada na passagem "e", foram combinadas quatro configurações de passagem para floculador de 04 câmaras (eEeEe , eDeDe , edede e eeeee) e uma quinta empregando-se anteparos (e/e/e/e/e). As mesmas configurações foram estendidas ao floculador operando com 03 e 02 câmaras. Procurou-se avaliar nos floculadores, operando sob as diferentes configurações de passagem apresentadas acima, a magnitude dos efeitos dos curtos-circuitos de acordo com os estudos pré- definidos. Tais estudos combinaram o sentido de rotação dos agitadores (sentido alternado e mesmo sentido de rotação ao longo das câmaras) com a constância ou a variação do gradiente de floculação, além de um estudo com os agitadores desligados. Observou-se, após a análise das curvas DTR, que as configurações edede e e/e/e/e/e para floculador de 04 câmaras, estendidas aos floculadores de 03 e 02 câmaras, apresentaram menor incidência de curtos-circuitos que a configuração eEeEe. A colocação do anteparo que gerou a configuração e/e/e/e/e para floculador de 04 câmaras, estendida aos floculadores de 03 e 02 câmaras, mostrou-se uma alternativa... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Using a mechanical flocculator with four flocculation chambers, hydrodynamic tests were conducted using sodium chloride as a tracer resulting in curves of the residence time distribution (RTD) and the mean residence times for the theoretical residence time of 29.54 min, 22.15 min and 14.77 minutes, respectively for the flocculator with 04, 03 and 02 chambers. Between the flocculation chambers had four different positions of passages, two on top "D" and "E" (respectively upper right and upper left) and two down "d" and "e" (respectively lower right and lower left). Taking into account that the entry of water has always been held in the lower left passage "e" for the flocculator with 04 chambers, four different configurations were combined (eEeEe, eDeDe, edede and eeeee) and a fifth employing shields (e/e/e/e/e). The same settings were extended to the flocculator operating with three and two chambers. Was evaluated in flocculation unit, operating under the different configurations of passage, the magnitude of the effects of short circuits according to the studies previously defined. These studies combined the direction of rotation of the agitator with the velocity gradient and a study of the rioters off. Was observed after analysis of the curves RTD, that the settings edede and e/e/e/e/e to flocculators of 04, 03 and 02 chambers, showed a lower incidence of short-circuits that configuration eEeEe. The placement of the bulkhead, which generated the configuration e/e/e/e/e, showcases itself as an efficient alternative only in the absence of agitation, promoted by agitators. Flocculator with 04 chambers, one does not notice the influence of parameters direction of the agitator and the constancy or variation of velocity gradient on the RTD / Orientador: Marcelo Libânio / Coorientador: Tsunao Matsumoto / Banca: Milton Dall'Aglio Sobrinho / Banca: Luiz Di Bernardo / Mestre

Foram estudados processos integrados para o tratamento e reciclagem de água de um lava rápido comercial (LRC) e de efluentes de um posto de manutenção de locomotivas (PML), em nível de bancada e piloto. Os processos envolvidos foram a floculação-flotação em coluna, seguida de filtração em areia (FFC-A) e polimento com hipoclorito de sódio e adsorção em carvão ativado. A caracterização dos efluentes do LRC, com amostras coletadas afluentes de um separador (caixa) água-óleo – SAO, analisou concentrações médias de surfactantes de 20 mg.L-1 (dez vezes superiores ao limite de emissão local – 2 mg.L-1), baixas tensões superficiais (33 mN.m-1), cargas orgânicas moderadas (DQO = 239 mg.L-1 e DBO = 104 mg.L-1) e concentrações de coliformes totais de 2,4E+06 N.M.P.100mL-1 e de E. coli de 5,2E+02 N.M.P.100mL-1. O estudo de reciclagem de água no LRC foi dividido em duas campanhas. Na Campanha 1, com o processo FFC-A, a água de reúso apresentou uma alta clarificação (turbidez = 8 NTU). Entretanto, os resultados mostraram uma tendência de aumento tanto da concentração da DBO como da condutividade do efluente em função dos ciclos de água. Foi verificada ainda, uma alta concentração de coliformes totais e de E. coli no efluente, que foram causadores, entre outros fatores, de maus odores na pista de lavagem. Na Campanha 2, com a inclusão de uma cloração final (hipoclorito de sódio) ao tratamento proposto (FFC-AC), os coliformes totais e E. coli foram reduzidos em 92 e 96%, respectivamente, e além da elevada clarificação na água de reúso (turbidez média de 10 NTU), os odores não foram perceptíveis. Ao longo de todo o estudo no LRC, um percentual de reciclagem de água próximo a 70% foi alcançado, com mais de 2800 carros lavados usando um volume médio de 130 L por veículo. As principais vantagens do sistema incluíram a redução de emissão de efluentes na rede de drenagem pluvial e do consumo de água potável, utilizada apenas no enxágue final dos veículos como água de makeup. O risco microbiológico do efluente e da água de reúso do LRC foi estimado com a utilização de um modelo do tipo beta-Poisson e o micro-organismo E. coli como agente etiológico. Os resultados mostraram que, em um cenário de exposição dos usuários (clientes) do LRC, o risco foi sempre baixo. Entretanto, esse risco foi relativamente alto (1,0E-01, no caso do efluente e 3,7E-03, para a água de reúso) para os operadores. Um limite de 200 N.M.P.100 mL-1 de E. coli na água de reúso foi proposto para que o risco aos operadores seja aceitável (10-3) e uma dosagem de hipoclorito de sódio em concentrações entre 15 e 20 mgCl2.L-1 (obtida em estudos de bancada) foi sugerida para atingir este nível de desinfecção. A partir deste aprimoramento da dosagem de cloro e testes de jarros em laboratório com diferentes reagentes (polímero base tanino – PBT e cloreto de polialuminio – PAC), foi aplicado um balanço de massa para estimar as concentrações de parâmetros de qualidade na água de reúso com o aumento do número de ciclos de água. Os resultados indicaram que, para 70% de reciclagem de água, as concentrações de SDT e de íons cloreto estabilizaram a partir do 40° ciclo para os dois reagentes avaliados e foram menores que os valores limites de referência da literatura (SDT = 1000 mg.L-1 e íons cloreto = 400 mg.L-1), sugerindo um baixo potencial corrosivo desta água tratada. Uma pré-avaliação econômica operacional do sistema de reciclagem de água mostrou que o payback do equipamento FFC-A poderia ocorrer em um tempo próximo de 62 meses. Com relação aos estudos realizados no PML, foram observadas as seguintes características do efluente: pH alcalino, baixa biodegradabilidade, elevada carga orgânica (DQO = 1608 mg.L-1 e DBO = 525 mg.L-1) e de surfactantes (17 mg.L-1) e a presença de micro-organismos fecais (E. coli = 2,4E+05 NMP.100mL-1). O efluente não atendeu aos padrões de emissão local dos parâmetros pH, DBO, DQO, SST, óleos e graxas, surfactantes, sulfetos e fósforo, o que mostra um alto potencial poluidor aos corpos receptores. O tratamento proposto em nível piloto, com etapas de equalização, coagulação e processo FFC-A, foi altamente eficiente na remoção/redução dos parâmetros: turbidez (97%), SST (91%), DQO (76%), DBO (70%), fósforo (80%), nitrogênio (57%), sulfeto (76%) e óleos e graxas (51%). Com exceção a DQO, DBO e surfactantes, os demais parâmetros de qualidade monitorados foram enquadrados nos limites de emissão, sendo que um polimento com carvão ativado (3 kg.m-3, pH 7 e tr = 30 min), em nível de bancada, possibilitaria o enquadramento de todos os parâmetros analisados do efluente final aos limites de emissão locais (Resolução Consema n.° 128/2006). Os estudos de cloração com hipoclorito de sódio em laboratório indicaram uma dosagem de cloro muito elevada (200 mg.L-1) para assegurar uma desinfecção efetiva do efluente tratado no PML. Acredita-se que o presente trabalho contribuiu para o embasamento técnico de processos e para a definição de parâmetros específicos de qualidade de água de reúso na lavagem de veículos, contribuindo para a elaboração de leis com parâmetros de controle de qualidade e propiciando informação técnica aos setores acadêmicos e produtivos. / This work presents studies integrating processes for the wastewater treatment and water reuse in a commercial car wash (CCW) and locomotives maintenance station (LMC), at bench and pilot scales. The processes consisted of a flocculation column-flotation, followed by sand filtration (FCF-S) and polishing with sodium hypochlorite and/or adsorption on activated carbon. The characterization of the wastewater of the CCW, with samples collected after an oil-water separator device (API) showed mean concentrations values of surfactants of about 20 mg.L-1 (ten times higher than the local emission limit – 2 mg.L-1), low surface tension (33 mN.m-1), moderate organic load (DQO = 239 mg.L-1 e DBO = 104 mg.L-1) and high concentrations of total coliforms (2,4E+06 N.M.P.100mL-1) and E. coli (5,2E+02 N.M.P.100mL-1). The application of water recycling at the CCW was divided into two distinct campaigns. Campaign 1, with the FCF-S process, yielded a reclaimed water with high clarification (turbidity = 8 NTU). Yet, results showed a trend of buildup both in the concentration of BOD and conductivity of the feed wastewater as a function of water cycles. It was also observed a high concentration of total coliforms and E. coli in the wastewater, which were the cause, among other factors, of odors at the car wash pit. In Campaign 2, with the inclusion of a final chlorination (FCF-SC), the total coliforms and E. coli were reduced by 92 and 96%, respectively (2 log removal), in addition to the high clarification of the reclaimed water (average turbidity of 10 NTU), the odors were not noticeable. During the whole study at the LRC, a percentage of water recycling close to 70% was reached for more than 2700 cars washed with an average volume of 130 L per vehicle. The main advantages of the system included the reduction of both: wastewater emission in the storm water drainage network (there was no discharge during both campaigns) and consumption of fresh water, used only in the final rinse of the vehicles as makeup water. The microbiological risk of wastewater and reclaimed water of the CCW was estimated using a beta-Poisson model and the microorganism E. coli as the etiological agent. The results showed that in an exposure scenario of users (customers) of the CCW, the risk was always low. However, these risks were relatively high (10-3 in the case of the wastewater and 10-3 for the reclaimed water) for the operators. Thus, a limit of 200 CFU.100mL-1 of E. coli in the reclaimed water has been proposed so that the risk is acceptable to the operators (10-3) and a dose of sodium hypochlorite at concentrations between 15 and 20 mgCl2.L-1 (obtained in bench-studies) was suggested to reach this level of disinfection. After determining chlorine dosage and after jar-tests at laboratory with different reagents (tannin based polymer - TBP and polyaluminium chloride - PAC), it was applied a mass balance to estimate the concentrations of water quality parameters in the reclaimed water with increasing water cycles. The results indicated that, by fixing the percentage of water recycling at 70%, the TDS and chloride concentrations stabilized after 40 water cycles for the two evaluated reagents and these values were lower than literature reference limits (TDS = 1000 mg.L-1 and chloride = 400 mg.L-1), suggesting a low corrosion potential of this treated water. A preliminary economic-operational assessment of the proposed water recycling system showed that the payback of the FCF-S equipment could occur within a period of time close to 62 months. Regarding the studies at the LMS, the following characteristics of the wastewater were observed: alkaline pH, low biodegradability, high organic load (COD = 1608 mg.L-1 and BOD = 525 mg.L-1);17 mg.L- 1 surfactants concentration and the presence of coliform organisms (E. coli = 2,4E+05 NMP.100mL-1). Thus, the wastewater did not meet the local emission limits of the parameters pH, BOD, COD, TSS, oil and grease, surfactants, phosphorus and sulfide, which shows a high pollution potential for the receiving water bodies. The treatment conducted at pilot-scale, with stages of equalization, coagulation and FCF-S process resulted in a high efficiency for the removal/reduction of the parameters: turbidity (97%), TSS (91%), COD (76%), BOD (70 %), phosphorus (80%), nitrogen (57%), sulfide (76%) and oil and grease (51%). With the exception of COD, BOD and surfactants, other monitored parameters were below the standard emission limits, and a polishing stage with activated carbon (3 kg.m-3, pH 7 and 30 min of contact), at bench level, would allow a discharging water having those parameters meeting the local environmental standards. The breakpoint chlorination studies in laboratory indicated a very high dosage of chlorine (200 mg.L-1) to ensure effective disinfection of the treated wastewater in the LMS. This work contributed for technical advances of processes assisting the specification of the quality parameters in reclaimed water for washing vehicles; contribute for the development of legislation on quality control parameters (especially those related to microbiological risks) and provides technical information for the academic and industrial sectors.

Foram estudados processos integrados para o tratamento e reciclagem de água de um lava rápido comercial (LRC) e de efluentes de um posto de manutenção de locomotivas (PML), em nível de bancada e piloto. Os processos envolvidos foram a floculação-flotação em coluna, seguida de filtração em areia (FFC-A) e polimento com hipoclorito de sódio e adsorção em carvão ativado. A caracterização dos efluentes do LRC, com amostras coletadas afluentes de um separador (caixa) água-óleo – SAO, analisou concentrações médias de surfactantes de 20 mg.L-1 (dez vezes superiores ao limite de emissão local – 2 mg.L-1), baixas tensões superficiais (33 mN.m-1), cargas orgânicas moderadas (DQO = 239 mg.L-1 e DBO = 104 mg.L-1) e concentrações de coliformes totais de 2,4E+06 N.M.P.100mL-1 e de E. coli de 5,2E+02 N.M.P.100mL-1. O estudo de reciclagem de água no LRC foi dividido em duas campanhas. Na Campanha 1, com o processo FFC-A, a água de reúso apresentou uma alta clarificação (turbidez = 8 NTU). Entretanto, os resultados mostraram uma tendência de aumento tanto da concentração da DBO como da condutividade do efluente em função dos ciclos de água. Foi verificada ainda, uma alta concentração de coliformes totais e de E. coli no efluente, que foram causadores, entre outros fatores, de maus odores na pista de lavagem. Na Campanha 2, com a inclusão de uma cloração final (hipoclorito de sódio) ao tratamento proposto (FFC-AC), os coliformes totais e E. coli foram reduzidos em 92 e 96%, respectivamente, e além da elevada clarificação na água de reúso (turbidez média de 10 NTU), os odores não foram perceptíveis. Ao longo de todo o estudo no LRC, um percentual de reciclagem de água próximo a 70% foi alcançado, com mais de 2800 carros lavados usando um volume médio de 130 L por veículo. As principais vantagens do sistema incluíram a redução de emissão de efluentes na rede de drenagem pluvial e do consumo de água potável, utilizada apenas no enxágue final dos veículos como água de makeup. O risco microbiológico do efluente e da água de reúso do LRC foi estimado com a utilização de um modelo do tipo beta-Poisson e o micro-organismo E. coli como agente etiológico. Os resultados mostraram que, em um cenário de exposição dos usuários (clientes) do LRC, o risco foi sempre baixo. Entretanto, esse risco foi relativamente alto (1,0E-01, no caso do efluente e 3,7E-03, para a água de reúso) para os operadores. Um limite de 200 N.M.P.100 mL-1 de E. coli na água de reúso foi proposto para que o risco aos operadores seja aceitável (10-3) e uma dosagem de hipoclorito de sódio em concentrações entre 15 e 20 mgCl2.L-1 (obtida em estudos de bancada) foi sugerida para atingir este nível de desinfecção. A partir deste aprimoramento da dosagem de cloro e testes de jarros em laboratório com diferentes reagentes (polímero base tanino – PBT e cloreto de polialuminio – PAC), foi aplicado um balanço de massa para estimar as concentrações de parâmetros de qualidade na água de reúso com o aumento do número de ciclos de água. Os resultados indicaram que, para 70% de reciclagem de água, as concentrações de SDT e de íons cloreto estabilizaram a partir do 40° ciclo para os dois reagentes avaliados e foram menores que os valores limites de referência da literatura (SDT = 1000 mg.L-1 e íons cloreto = 400 mg.L-1), sugerindo um baixo potencial corrosivo desta água tratada. Uma pré-avaliação econômica operacional do sistema de reciclagem de água mostrou que o payback do equipamento FFC-A poderia ocorrer em um tempo próximo de 62 meses. Com relação aos estudos realizados no PML, foram observadas as seguintes características do efluente: pH alcalino, baixa biodegradabilidade, elevada carga orgânica (DQO = 1608 mg.L-1 e DBO = 525 mg.L-1) e de surfactantes (17 mg.L-1) e a presença de micro-organismos fecais (E. coli = 2,4E+05 NMP.100mL-1). O efluente não atendeu aos padrões de emissão local dos parâmetros pH, DBO, DQO, SST, óleos e graxas, surfactantes, sulfetos e fósforo, o que mostra um alto potencial poluidor aos corpos receptores. O tratamento proposto em nível piloto, com etapas de equalização, coagulação e processo FFC-A, foi altamente eficiente na remoção/redução dos parâmetros: turbidez (97%), SST (91%), DQO (76%), DBO (70%), fósforo (80%), nitrogênio (57%), sulfeto (76%) e óleos e graxas (51%). Com exceção a DQO, DBO e surfactantes, os demais parâmetros de qualidade monitorados foram enquadrados nos limites de emissão, sendo que um polimento com carvão ativado (3 kg.m-3, pH 7 e tr = 30 min), em nível de bancada, possibilitaria o enquadramento de todos os parâmetros analisados do efluente final aos limites de emissão locais (Resolução Consema n.° 128/2006). Os estudos de cloração com hipoclorito de sódio em laboratório indicaram uma dosagem de cloro muito elevada (200 mg.L-1) para assegurar uma desinfecção efetiva do efluente tratado no PML. Acredita-se que o presente trabalho contribuiu para o embasamento técnico de processos e para a definição de parâmetros específicos de qualidade de água de reúso na lavagem de veículos, contribuindo para a elaboração de leis com parâmetros de controle de qualidade e propiciando informação técnica aos setores acadêmicos e produtivos. / This work presents studies integrating processes for the wastewater treatment and water reuse in a commercial car wash (CCW) and locomotives maintenance station (LMC), at bench and pilot scales. The processes consisted of a flocculation column-flotation, followed by sand filtration (FCF-S) and polishing with sodium hypochlorite and/or adsorption on activated carbon. The characterization of the wastewater of the CCW, with samples collected after an oil-water separator device (API) showed mean concentrations values of surfactants of about 20 mg.L-1 (ten times higher than the local emission limit – 2 mg.L-1), low surface tension (33 mN.m-1), moderate organic load (DQO = 239 mg.L-1 e DBO = 104 mg.L-1) and high concentrations of total coliforms (2,4E+06 N.M.P.100mL-1) and E. coli (5,2E+02 N.M.P.100mL-1). The application of water recycling at the CCW was divided into two distinct campaigns. Campaign 1, with the FCF-S process, yielded a reclaimed water with high clarification (turbidity = 8 NTU). Yet, results showed a trend of buildup both in the concentration of BOD and conductivity of the feed wastewater as a function of water cycles. It was also observed a high concentration of total coliforms and E. coli in the wastewater, which were the cause, among other factors, of odors at the car wash pit. In Campaign 2, with the inclusion of a final chlorination (FCF-SC), the total coliforms and E. coli were reduced by 92 and 96%, respectively (2 log removal), in addition to the high clarification of the reclaimed water (average turbidity of 10 NTU), the odors were not noticeable. During the whole study at the LRC, a percentage of water recycling close to 70% was reached for more than 2700 cars washed with an average volume of 130 L per vehicle. The main advantages of the system included the reduction of both: wastewater emission in the storm water drainage network (there was no discharge during both campaigns) and consumption of fresh water, used only in the final rinse of the vehicles as makeup water. The microbiological risk of wastewater and reclaimed water of the CCW was estimated using a beta-Poisson model and the microorganism E. coli as the etiological agent. The results showed that in an exposure scenario of users (customers) of the CCW, the risk was always low. However, these risks were relatively high (10-3 in the case of the wastewater and 10-3 for the reclaimed water) for the operators. Thus, a limit of 200 CFU.100mL-1 of E. coli in the reclaimed water has been proposed so that the risk is acceptable to the operators (10-3) and a dose of sodium hypochlorite at concentrations between 15 and 20 mgCl2.L-1 (obtained in bench-studies) was suggested to reach this level of disinfection. After determining chlorine dosage and after jar-tests at laboratory with different reagents (tannin based polymer - TBP and polyaluminium chloride - PAC), it was applied a mass balance to estimate the concentrations of water quality parameters in the reclaimed water with increasing water cycles. The results indicated that, by fixing the percentage of water recycling at 70%, the TDS and chloride concentrations stabilized after 40 water cycles for the two evaluated reagents and these values were lower than literature reference limits (TDS = 1000 mg.L-1 and chloride = 400 mg.L-1), suggesting a low corrosion potential of this treated water. A preliminary economic-operational assessment of the proposed water recycling system showed that the payback of the FCF-S equipment could occur within a period of time close to 62 months. Regarding the studies at the LMS, the following characteristics of the wastewater were observed: alkaline pH, low biodegradability, high organic load (COD = 1608 mg.L-1 and BOD = 525 mg.L-1);17 mg.L- 1 surfactants concentration and the presence of coliform organisms (E. coli = 2,4E+05 NMP.100mL-1). Thus, the wastewater did not meet the local emission limits of the parameters pH, BOD, COD, TSS, oil and grease, surfactants, phosphorus and sulfide, which shows a high pollution potential for the receiving water bodies. The treatment conducted at pilot-scale, with stages of equalization, coagulation and FCF-S process resulted in a high efficiency for the removal/reduction of the parameters: turbidity (97%), TSS (91%), COD (76%), BOD (70 %), phosphorus (80%), nitrogen (57%), sulfide (76%) and oil and grease (51%). With the exception of COD, BOD and surfactants, other monitored parameters were below the standard emission limits, and a polishing stage with activated carbon (3 kg.m-3, pH 7 and 30 min of contact), at bench level, would allow a discharging water having those parameters meeting the local environmental standards. The breakpoint chlorination studies in laboratory indicated a very high dosage of chlorine (200 mg.L-1) to ensure effective disinfection of the treated wastewater in the LMS. This work contributed for technical advances of processes assisting the specification of the quality parameters in reclaimed water for washing vehicles; contribute for the development of legislation on quality control parameters (especially those related to microbiological risks) and provides technical information for the academic and industrial sectors.

Orientador: Silvio Roberto Andrietta / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-25T10:05:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Viegas_MarceloCaldeira_M.pdf: 6772818 bytes, checksum: c57e5ea470f19e59f41cf4217152818f (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: Este trabalho teve como objetivo desenvolver um sistema de fermentação contínua operando com reator tipo torre utilizando linhagens de leveduras floculantes isoladas de processo industrial (Destilaria Diana safra 95/96). A cepa a ser utilizada no reator foi selecionada em função de sua capacidade de floculação, uma vez que essa característica é o principal requisito para manutenção da linhagem imobilizada no reator. Outras características associadas a performance fermentativas das cepas também foram avaliadas (velocidade de crescimento, velocidade de consumo de substrato e rendimento em etanol). Os testes do sistema foram realizados em dois reatores de vidro (diâmetro de 5,8 cm e 78 cm de altura) tipo torre ligados em série. Os testes foram realizados em duas etapas. .A primeira etapa inclui testes preliminares aonde se estudou a operacionalidade do reator ftente a variação na concentração de ART de alimentação e tempo de residência. Nestes testes obteve-se produtividade de até 10,14 mL etOH/L. h (8,00 g etOH/ L. h). Entretanto os rendimentos não foram satisfatórios (50,58 %). Isto foi associado a passagem de todo 'CO IND. 2' produzido no primeiro reator para o segundo, fato este que impediu a formação de um leito estável no mesmo. Na segunda fase de testes eliminou-se para o meio externo parte do 'CO IND. 2' produzido no primeiro reator, tornando possível a formação de um leito estável no segundo. Foram estudados os efeitos da variáveis concentração de ART na alimentação, vazão de reciclo no segundo reator, tempo de residência e relação diâmetro/altura dos reatores sobre. O rendimento e a produtividade do sistema. Observou-se que a concentração de ART na alimentação e o tempo de residência são as variáveis que mais interferem na produtividade do sistema. Nestes ensaios foi possível obter valores de produtividade de até 19,44 mL etOH/L. h (15,40 g etOH/L. h) mantendo-se os valores de rendimento elevados (na faixa dos 93%). O rendimento não foi afetado por nenhuma variável estudada dentro das faixas de valores avaliados. Todos os ensaios foram conduzidos segundo planejamento experimental fatorial e os resultados avaliados através de superfície de resposta / Abstract: purpose of this work was to develop a continuous fermentation system operating with a tower-type reactor using flocculating yeast strains isolated from industrial process (Diana Distillery, 95/96 harvest season). The strain used in the reactor was selected taking into aecount its floeeulation eapaeity, sinee this eharacteristie is the main requirement for maintaining the strain immobilized in the reactor. Other eharacteristies assoeiated with the fermentative performanee of strains have also been evaluated (growth rate, substract consumption rate and ethanol yield). The system tests were performed in two tower-type glass reaetors (5,8 em in diameter and 78 em high) conneeted in series. The tests were carried in two stages. The first included preliminary tests in whi h it was studied the reactor' s operativeness al varying feeding ART (total redueing sugars) coneentration and residenee time. Although it was obtained a productivity of up to 10,14 roL etOH/L. h (8,00 g etOH/L. h) in these tests, the yields were not satisfactory (50,58%). This fact was associated with the passage of alI 'CO IND. 2' produced in the first reactor to the second, preventing the formation of a stable bed in it. ln the second stage of tests it was eliminated part of the 'CO IND. 2' produced in the first reactor, making it possible for a stable bed to be formed in the seeond reaetor. The effects of the variables of ART eoneentration in feeding, recycle flow in the second reaetor, residenee time and the diameterlheight relation of the reaetors on the yield and the productivity of the system were studied. lt was observed that the ART concentration in feeding and the residence time are the variables that most interfere in the productivity ofthe system. lt was possible obtain productivity values ofup to 19,44 roL etOH/L. h (15,40 g etOH/L. h) while keeping high yield values (around 93%). Yield has not been affected by any studied variable within the evaluated value range. AlI trials folIowed a factorial experimental desing and the results were evaluated based on the response surface / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Biotecnologicos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Ruben Bresaola Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2018-07-20T17:56:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sampaio_CaioAntoniodoAmaral_M.pdf: 4587993 bytes, checksum: c301fa8d3b5023657e828294252e2e22 (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: Muitas regiões brasileiras apresentam problemas qualitativos em suas águas de abastecimento relacionados à presença de sais de ferro e manganês, decorrentes da dissolução de rochas e minerais, principalmente óxidos, sulfetos, carbonatos e silicatos que contêm esses metais. Compostos de ferro e manganês podem ser encontrados, também, em águas receptoras de determinados despejos industriais. Altas concentrações de sais de ferro e manganês, nas águas de abastecimento, trazem inconvenientes com a formação de precipitados, tais como a presença de manchas em sanitários, roupas e utensílios domésticos, além de problemas de gosto e odor conferidos à água. Embora esses compostos presentes na forma de insolúveis possam ser removidos com maior facilidade nos processos comumente empregados nas estações de tratamento de água convencionais, a remoção de sais do tipo ferroso e manganoso encontra maiores dificuldades. Diferentes processos para a remoção desses elementos são conhecidos, como, formação de precipitado e filtração, troca iônica, estabilização com polifosfatos, zeólito de manganês, entre outros. O processo de oxidação para formação de precipitado é, normalmente, o mais apropriado, e pode ser realizado através da aeração, ou empregando-se oxidantes químicos como o permanganato de potássio, cloro, dióxido de cloro, etc. No desenrolar do presente trabalho, foi desenvolvida uma investigação experimental, com o objetivo de ser estudada a influência do pré-tratamento de águas de mananciais superficiais com o uso do permanganato de potássio, sobre a remoção de ferro, manganês, cor e turbidez, utilizando como coagulante o sulfato de alumínio... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: Several BraziIian regions have quaIitative problems in their water suppIies because they contain iron saIt and manganese. This is caused by the dissolution of rocks and mineraIs, especiaIIy oxides, suIfides, carbonates and siIicates which contain these metaIs. Iron and manganese compounds can also be found in the receiving waters of certain industrial wastes. The presence of significant amounts of iron and manganese saIt in the water supplies causes inconvenients with the formation of precipitates, such as the presence of stains in the lavatories, cIothes and household fixtures, besides the problem they cause to the taste and odor of the water. Even though these compounds, which are present in an insoluble form, can be removed easily in the processes commonly used in the conventional water treatment pIants, the removaI of soluble ferrous and manganous salt has proved to be more difficult. Several processes for the removal of these elements are known, such as the formation of the precipitate and filtration, ion exchange, stabilization with polyphosphate, manganese zeolite, among others. The oxidation process is usually the most appropriate and it can be made through aeration or by chemical oxidation using potassium permanganate, chIorine, chlorine dioxide, etc... In the development of this present research, an experimental investigation has been made with the objective of analysing the influence of pretreatment of surface waters, using potassium permanganate in order to remove iron, manganese, color and turbidity, with alum as coagulant... Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Mestrado / Recursos Hidricos e Saneamento / Mestre em Engenharia Civil

Dentre as características desejáveis em leveduras fermentadoras alcóolicas estão a capacidade de floculação, a não produção de H2S e o caráter "killer". Neste trabalho foram selecionadas sete linhagens de Saccharomyces cerevisiae com algumas destas características, que passaram por testes confirmativos e pela cariotipagem eletroforética resultando na escolha de duas linhagens: ATCC 26602 (altamente floculante) e K1 (H2S - e possuidoras do caráter "killer"). Estas linhagens foram utilizadas em um cruzamento via fusão de protoplasto para se obter um produto de fusão estável com as características de interesse tecnológico. Na seleção das linhagens híbridas com base em caracteres naturais foram isolados 1291 híbridos em meio seletivo e entre essas colônias somente 1,5% foram inicialmente consideradas híbriadas. Após três subcultivos em YEPD líquido, estes produtos de fusão não se mostraram estáveis. / Flocculative and "killer" skills and lack in production of H2S are desirable characteristics of the ethanolic fermentative yeasts. Seven selected strains of Saccharomyces cerevisiae with some of these characteristics were evaluated for confirmation of these habilities and their genetic characterization was undertaken by eletrophoretic kariotyping. The strain ATCC 26602 had flocculant hability and the strain K1 was H2S - and "killer". The strains were selected for protoplast fusion aiming to obtain a stable fusion strain with these desirable technologyc characteristics. The selection of the hybrid strains were based on natural characters and have shown 1291 hybrids (frequency of 1,5%) in the medium for the isolation of the fusionants (protoplasts). The protoplast stability were monitored by three continuous growth in the YEPD liquid midium and the stable fusion products were not obtained.

Orientador: Valquíria de Campos / Banca: Isaac Jamil Sayeg / Banca: Darllan Collins da Cunha e Silva / Resumo: A adequação no tratamento da água, para abastecimento público envolve a compreensão da vulnerabilidade de mananciais e de situações de risco à saúde humana. Da mesma forma, o sucesso do tratamento de água de superfície depende, fortemente, da eficácia do desempenho do coagulante. Com a qualidade dos mananciais comprometida por diferentes cenários, tornase indispensável, o processo de desenvolvimento de abordagens eficazes para as questões de caráter econômico e ambiental. O tratamento de água de superfície objetiva, de modo geral, a remoção de impurezas com o propósito de enquadrá-la no padrão de potabilidade, essencialmente, através do uso de produtos químicos. Neste sentido, o presente trabalho analisou a eficiência de três produtos comerciais: sulfato de alumínio, policloreto de alumínio e PGα21Ca. Para tanto, foram realizados ensaios de coagulação-floculação e sedimentação, em água da ETA de Salto de Pirapora, São Paulo, Brasil. Os resultados obtidos do PGα21Ca revelam caráter, essencialmente, inorgânico, com teores elevados de sulfato de cálcio (87%) e 5% de ácido γ-poliglutâmico, entre outros compostos químicos. O PGα21Ca apresentou maior eficiência de remoção de turbidez e cor aparente, com valores de 1,93 NTU de turbidez remanescente e 96,89% de remoção de cor aparente e pouca alteração no pH do meio, demonstrando efetividade para o tratamento de água para abastecimento público. O PAC apresentou resultados inferiores para clarificação da água quando comparado ao PGα21... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The suitability in the treatment of water for public supply involves understanding the vulnerability of sources and situations of risk to human health. Similarly, the success of surface water treatment depends strongly on the effectiveness of the coagulant performance. With the quality of water sources compromised by different scenarios, it is essential to the effective approaches development process for the economic and environmental character issues. The water treatment lens surface generally the removal of impurities in order to fit it in potable standard, mainly through the use of chemicals. In this sense, the present study examined the effectiveness of three commercial products: aluminum sulphate, polyaluminum chloride and PGα21Ca. Therefore, tests were carried out coagulation-flocculation and sedimentation in water of Salto de Pirapora WTP, São Paulo, Brazil. The results obtained reveal the character PGα21Ca essentially inorganic, with high levels of calcium sulfate (87%) and 5% γ-polyglutamic acid, and other chemical compounds. The PGα21Ca showed higher turbidity and apparent color removal efficiency, with values of 1.93 NTU turbidity and remaining 96.89% removal of apparent color and little change in pH of the medium, demonstrating the effectiveness for water treatment. The PAC presented lower results for clarification of water when compared to PGα21Ca and better results when compared to aluminum sulfate. Using PGα21Ca in Rio Grande water did not obtain significant results when compared to the water of the Salto de Pirapora WTP. / Mestre

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T22:22:05Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / A cor dos efluentes têxteis se dá devido aos corantes utilizados no processamento têxtil. O presente trabalho investigou através de estudos em laboratório, o tratamento de efluentes têxteis através da floculação em meio granular expandido, dos efluentes bruto, pré-ozonizado, e pré-ozonizado tratado biologicamente. Como material de estudo, foi utilizado o efluente da Indústria Têxtil Damyller, situada no município de Nova Veneza.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Neste trabalho foi avaliada a influência da composição do chorume na eficiência de mineralização da matéria orgânica pelo processo foto-Fenton. Primeiramente foram avaliados processos de coagulação-floculação, sendo comparado o uso de dois coagulantes (FeCl3 e Al2(SO4)3) e determinada a melhor concentração do íon em pH 3, monitorando-se a remoção da cor, turbidez e carbono orgânico dissolvido. A concentração de 240 mg L-1 de Fe3+ foi escolhida como ótima, sendo obtido 60% e 80% de remoção de cor e turbidez, respectivamente. Por outro lado, houve apenas 11% de remoção de carbono orgânico dissolvido. Assim, foi necessário o acoplamento com outro processo para mineralização da matéria orgânica. Neste contexto, o processo foto-Fenton foi aplicado isoladamente ou combinado ao processo de coagulação-floculação, visando a mineralização da matéria orgânica. A influência da concentração de Fe2+ (50, 100 e 200 mg L-1) foi avaliada durante a mineralização da matéria orgânica pelo processo foto-Fenton isolado, sendo determinada como melhor condição 100 mg L-1 de Fe2+. Posteriormente, foi avaliada a influência da composição da matriz (turbidez e cor, bem como a presença dos íons inorgânicos cloreto e sulfato) sobre a eficiência de mineralização pelo processo foto-Fenton. Foi observado que a composição não reduz a eficiência de mineralização, mas influencia significativamente o tempo de reação e consumo de H2O2. Assim, o melhor protocolo é o tratamento de coagulação-floculação (remoção de cor e turbidez) antes da aplicação do processo foto-Fenton para a mineralização da matéria orgânica, desde que a mesma eficiência de mineralização (73 ± 3%) foi obtida consumindo apenas 17% do tempo e 7% do H2O2 para o tratamento do lixiviado bruto. Além disso, foram feitos experimentos avaliando diferentes processos (UV, H2O2/UV, Fe3+/UV, Fe2+/UV, Fe3+/H2O2, Fe2+/H2O2, Fe3+/H2O2/UV, Fe2+/H2O2/UV e TiO2/UV) e fontes de radiação (lâmpada germicida - UVC e lâmpada de luz negra - UVA), ambas com potência de 8W, na degradação do antibiótico ciprofloxacino. Foi observado que a degradação de ciprofloxacino foi fortemente influenciada pela fonte de radiação e pH utilizado. Dentre os processos avaliados, a fotocatálise heterogênea (TiO2/UVA ou UVC) e o processo foto-Fenton (Fe2+/H2O2/UVA ou Fe2+/H2O2/UVC) apresentaram os melhores resultados de degradação de ciprofloxacino, uma vez que sua concentração ficou abaixo do limite de quantificação do equipamento ( 0,12 mg L-1) após 10 min de tratamento. Somado a isso, durante a degradação de ciprofloxacino pelo processo Fe3+/H2O2/UVA foram identificados por LC-QTOF-MS/MS, três produtos de transformação, sendo um deles ainda não descrito na literatura. Finalmente, foi observado que os processos Fe2+/H2O2/UVC e TiO2/UVC foram os mais eficientes em relação a atividade antibacteriana contra Escherichia coli e Staphylococcus aureus, respectivamente. / In this work the influence of the landfill leachate composition on the mineralization of the organic matter by photo-Fenton process was evaluated. Firstly, the coagulation-flocculation processes were evaluated, being compared the use of two coagulant (FeCl3 and Al2(SO4)3) and determined the better concentration of coagulant ion at pH 3, by monitoring of the removal of color, turbidity and dissolved organic carbon. The concentration of 240 mg L-1 Fe3+ was choosing as the best condition, and 60% and 80% of color and turbidity removal were reached, respectively. On the other hand, only 11% of dissolved organic carbon removal was obtained. So, is required a coupling with a second treatment aiming the mineralization. In this context, the photo-Fenton was applied as a treatment isolated or integrated to the coagulation-flocculation processes, aiming the mineralization of the organic matter. The influence of Fe2+ concentration (50, 100 and 200 mg L-1) on the efficiency of mineralization by isolated photo-Fenton process was evaluated, being determined 100 mg L-1 Fe2+ as the best condition. After, the role of the composition of sanitary landfill leachate on the mineralization by photo-Fenton process was evaluated. The composition of the matrix (turbidity and color, as well as presence of inorganic ions sulfate and chloride) does not reduce the efficiency of mineralization by photo-Fenton reactions, but influences significantly the reaction time and consumption of H2O2. Therefore, the best protocol is the pre-treatment of this effluent by coagulation-flocculation (removal of color and turbidity) before the photo-Fenton, since a similar efficiency of mineralization (73 ± 3%) was achieved using only 17% of the time and 7% of H2O2 necessary to the treatment of raw leachate treatment. In addition, experiments were carried out evaluating different processes (UV, H2O2/UV, Fe3+/UV, Fe2+/UV, Fe3+/H2O2, Fe2+/H2O2, Fe3+/H2O2/UV, Fe2+/H2O2/ UV and TiO2/UV) and different radiation sources of the same power – 8W (germicidal lamp - UVC and black light lamp - UVA), in the degradation of the antibiotic ciprofloxacin. It was observed that the ciprofloxacin degradation was strongly influenced by the radiation source and pH used. Among the processes evaluated, the heterogeneous photocatalysis (TiO2/UVA or UVC) and photo-Fenton process (Fe2 +/H2O2/UVC or Fe2 +/H2O2/UVA) showed the best results of ciprofloxacin degradation, since its concentration was below the quantification limit of equipment (0.12 mg L-1) after 10 min of treatment. Added to this, during the ciprofloxacin degradation by Fe3+/H2O2/UV were identified by LC-QTOF-MS/MS, three transformation products, one of them not yet reported in the literature. Finally, it was observed that the Fe2+/H2O2/TiO2 and TiO2/UVC were the most effective for antibacterial activity against Escherichia coli and Staphylococcus aureus, respectively. / Dissertação (Mestrado)