Este presente trabalho teve como objetivo a investigação do desempenho de um biopolímero experimental à base de cálcio, desenvolvido e fornecido por uma empresa americana, na coagulação, floculação e sedimentação da vinhaça bruta como tratamento físico-químico na remoção de carga orgânica e na concentração de compostos fertilizantes no lodo. O estudo do tratamento da vinhaça por meio da aplicação deste biopolímero possibilitaria, hipoteticamente, uma redução significativa da carga orgânica como tratamento inicial da vinhaça, além de concentrar os nutrientes presentes na vinhaça no lodo gerado para uso fertilizante. Foram realizados ensaios com coagulantes convencionais (sulfato ferroso, cloreto férrico e óxido de cálcio) para efeito de comparação entre estes e o biopolímero. Os ensaios de coagulação, floculação e sedimentação foram realizados em escala de laboratório com uso do equipamento Jar Test. Os ensaios foram divididos em três etapas. Na primeira etapa foram realizados ensaios aplicando-se determinadas dosagens de biopolímero e variando-se os tempos de coagulação, velocidades de rotação, além de realizar ou não a mistura lenta após a etapa de coagulação, a fim de verificar se estes parâmetros poderiam otimizar o processo de tratamento com o aplicação do biopolímero. Para segunda etapa do procedimento experimental foram realizados ensaios com os outros coagulantes: óxido de cálcio, sulfato férrico e cloreto férrico. Os ensaios com o cloreto férrico e o sulfato férrico foram realizados nas seguintes condições: velocidade de mistura rápida de 200 rpm por um período de tempo de 30 segundos e velocidade de mistura lenta de 80 rpm por um período de 20 minutos. Já os ensaios com óxido de cálcio foram realizados com apenas velocidade de mistura rápida de 200 rpm variando os períodos de tempo em 1, 5 e 10 minutos. O tempo de sedimentação para separação dos flocos formados foi de 2 horas para todas as etapas. O tratamento com biopolímero experimental apresentou resultados de remoção de matéria orgânica abaixo dos valores esperados, que era na faixa de 60% a 80%. Os resultados limitaram-se a valores de 10% a 35% de remoção de DQO. Porém, a remoção de turbidez atingiu valores elevados, próximos a 90%. Para os compostos relacionados à fertilização NPK (nitrogênio, fósforo e potássio), o tratamento com biopolímero experimental obteve as melhores eficiências de remoção de fósforo (48,3%) e de NTK (17,2%) em relação aos demais coagulantes, porém não apresentou remoção de potássio. Não houve diferença significativa na eficiência de remoção de DQO quando se alteram as condições operacionais de velocidade de agitação. Já o aumento no tempo de agitação diminui a eficiência de remoção de DQO. / This work aimed to investigate the performance of an experimental biopolymer calcium-based, developed and supplied by an American company, on gross vinasse coagulation, flocculation and sedimentation as a physical chemical treatment on organic load removal and on fertilizer compounds concentration in sludge. The study of the vinasse treatment through the application of this biopolymer would allow, hypothetically a significant reduction of the organic load as vinasse initial treatment, besides concentrating the vinasse found nutrients in the sludge created for fertilizer use. Assays were performed with conventional coagulants (ferrous sulfate, ferric chloride and calcium oxide) for comparison between them and the biopolymer. Tests of coagulation, flocculation and sedimentation were carried out in laboratory scale using Jar Test equipment. The experiments were divided in three stages. In the first stage assays were performed applying certain dosages of biopolymer and varying the clotting time, rotational speeds in addition to performing or not performing the slow mixture after the clotting stage in order to check if these parameters could optimize the treatment process with the biopolymer application. For the second stage of the experimental procedure tests were developed with other coagulants: calcium oxide, ferric sulphate and ferric chloride. Tests with ferric chloride and ferric sulphate were performed under the following conditions: fast mixing speed of 200 rpm for a period of 30 seconds and slow mixing speed of 80 rpm for a period of 20 minutes. Considering the assays with calcium oxide, they were carried out using only rapid mixing speed of 200 rpm by varying the time periods at 1, 5 and 10 minutes. The sedimentation time to the formed flakes separation was two hours for all stages. Treatment with experimental biopolymer presented results of removal of organic matter below the expected values, which was in the range 60% to80%. The results limited to values of 10% to 35% of COD clearance. However, the removal of turbidity reached high values near 90%. For compounds related to NPK (nitrogen, phosphorus and potassium) fertilization, the treatment with experimental biopolymer obtained the best efficiency of phosphorus removal (48,3) and TKN removal (17.2%) in comparison with the other coagulants, but showed no removal of potassium. There was no significant difference in COD removal efficiency when the operating conditions of agitation speed are changed. Regarding to the increase in the agitation time, it reduces the efficiency of COD removal.

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2014-01-16T17:48:45Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_EstudoUtilizacaoPolimeros.pdf: 1416014 bytes, checksum: bfab249859c1f5ae6ef2ed1f3a53ce5d (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva(arosa@ufpa.br) on 2014-01-22T13:34:41Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_EstudoUtilizacaoPolimeros.pdf: 1416014 bytes, checksum: bfab249859c1f5ae6ef2ed1f3a53ce5d (MD5) / Made available in DSpace on 2014-01-22T13:34:41Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_EstudoUtilizacaoPolimeros.pdf: 1416014 bytes, checksum: bfab249859c1f5ae6ef2ed1f3a53ce5d (MD5) Previous issue date: 2012 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Este trabalho consiste em avaliar a eficiência de novas alternativas de uso com as espécies naturais do quiabo (Abelmoschus esculentus), da semente de angico-vermelho (Anadenanthera peregrina (L.) Speng) e da semente de olho-de-dragão (Adenanthera pavonina L.) conhecido também como falso angico, pulverizados com granulometria de 0,074 mm, para tratamento de água como polímeros naturais auxiliar de floculação na remoção principalmente dos parâmetros turbidez e cor para fins industriais, através de tratamento em ensaio no mecanismo de varredura utilizando o equipamento estático de bancada Jar Test com adição de coagulante químico (sulfato de alumínio). O pó dos polímeros foi obtido após higienização, secagem, trituração, moagem, peneiramento, e utilizado no processo de coagulação, floculação e sedimentação para testar a eficiência de cada um, quando usado só e quando usado em conjunto com o coagulante químico, seguido da análise dos parâmetros físico-químicos pH, turbidez, cor aparente, cor verdadeira e temperatura. Os resultados mostraram que o polímero do quiabo apresentou melhor eficiência na remoção da turbidez e cor em relação às mesmas dosagens usadas com os demais polímeros analisados e quando se fez a redução da dosagem do coagulante usado em conjunto com os polímeros, observou uma ótima remoção da turbidez, principalmente com o conjunto coagulante e polímero de quiabo, com a eficiência de remoção de 94% da turbidez e de 98% da cor com dosagem ótima do quiabo igual a 1,0 mg/L e do coagulante de 10 mg/L. Portanto é possível fazer uma redução da dosagem do coagulante quando usado em conjunto com o auxiliar de floculação, pois o polímero de quiabo pode ser usado para tratamento de água e frente à possibilidade de múltiplos usos econômicos e ecológicos na indústria. / This work is to evaluate the effectiveness of new alternatives for use with natural species of okra (Abelmoschus esculentus) seed angico red (Anadenanthera peregrina (L.) Speng) and seed-eye dragon (Adenanthera pavonina L.) also known as ‘falso angico’, sprayed with a particle size of 0.074 mm, sieving for water treatment as natural polymers, helping the flocculation on removal of main parameters in turbidity and color through tests in the scanner equipment using Jar Test static bench adding a chemical coagulant (aluminium sulfate). The powder of polymers were obtained after washing, drying, crushing, grinding, sieving, and used in the coagulation process, flocculation and sedimentation to test the efficiency of each one, when used alone and when used in conjunction with the chemical coagulant, followed by the analysis of physical-chemical parameters pH, turbidity, apparent color, true color and temperature. The results showed that the polymer of okra presented better efficiency in removing turbidity and color compared to the same doses used with other polymers considered and when reducing the dosage of coagulant used in conjunction with the polymers, it was observed a great removal of turbidity, especially with the conjunction of coagulant and polymer of okra, with the removal efficiency of 94% of turbidity and 98% of color with optimum dosage of okra equal to 1.0 mg/L and coagulant equal to 10 mg/L. Therefore it is possible to reduce the dosage of the coagulant when used in conjunction with the auxiliary flocculation, as the polymer of okra can be used for water treatment and facing the possibility of multiple economic and ecological uses in industry.

O cultivo de microalgas é uma matéria prima para produção de biocombustível e de captura de carbono devido a vantagens como alta produção de biomassa e rápido crescimento quando comparado com outras fontes de energia e não necessitar de terra fértil. O presente trabalho teve como objetivo estudar métodos de concentração da biomassa. A microalga utilizada foi a Isochrysis galbana. Os cultivos tiveram duração de 20 dias e concentração inicial de 7.104 cel/mL no meio de cultivo F2/Guillard. e foram realizados em fotobioreatores de 500 mL, 3 L e 12 L. Os experimentos foram conduzidos em foto-período de 12 h claro/escuro, com temperatura de 27 a 29 C. Ao final dos cultivos, as amostras foram levadas para a sequência de processos de separação. Inicialmente, foram realizados ensaios de microfiltração em membrana com porosidade de 0,45 m em procedimento do tipo dead-end e constatou-se a rápida e intensa formação de camada de fouling. Acrescentou-se uma etapa de separação por floculação preliminar à microfiltração, utilizando-se Al2(SO4)3 como agente floculante. O meio coagulado foi então filtrado e microfiltrado. O estudo combinado das 3 etapas de separação possibilitou 99% de remoção de biomassa.O teor de óleo obtido foi de 22,4%. Portanto, o trabalho apresenta uma configuração de concentração da biomassa Isochrysis galbana visando o processo de produção de biocombustíveis / The cultivation of microalgae is a feedstock for biofuel production and carbon sequestration due to advantages such as high-biomass production and, fast growth when compared to other energy sources and does not require fertile land. This work aimed to study methods for biomass concentration. The microalgae used was Isochrysis galbana. The cultivation lasted 20 days and initial concentration of 70,000 cells / mL F2/Guillard culture medium and were performed in. Photobioreactors of 500 mL, 3 L and 12 L. The experiments were conducted in photoperiod of 12 h light / dark, temperature of 27-29 C. At the end of cultivation, samples were taken for the sequence of separation processes Initially, tests were performed on microfiltration membrane with 0.45 μm pore diameter in a dead-end procedure, and the rapid and intense formation of fouling layer was noted. One step of preliminary separation by flocculation previous to microfiltration was added to the process, using Al2(SO4)3 as flocculant agent. The coagulated medium was then filtered and microfiltered. The combined study of three separation steps allowed 99% removal of biomassa.O oil content obtained was 22.4%. Therefore, the work presents a configuration in biomass concentration of Isochrysis galbana aiming at the process of production of biofules

Orientador: Ederio Dino Bidoia / Banca: Carlos Renato Corso / Banca: Peterson Bueno de Moraes / Resumo: A escassez de água potável está sempre em foco por ser um pré-requisito para a vida. Nas grandes cidades é evidente como uma preocupação que determina a vida de bilhões de cidadãos, sendo um recurso que movimenta a economia e a saúde pública. É fundamental nas indústrias movimentando a economia, e muitas vezes ao sair delas, como efluente, não é submetida aos tratamentos necessários antes de ser devolvida aos cursos hídricos, dos quais primeiramente foi retirada. Este trabalho visa aprimorar os métodos de remoção de corante Acid Red 114 e Acid Blue 40 do efluente de indústrias têxteis com o uso do processo de coagulação e floculação. Uma vez que os efluentes não tratados geram problemas ecológicos, com um grande impacto ambiental, seu tratamento é fundamental para evitar a contaminação de nossos mananciais. O método escolhido de tratamento foi o de coagulação/floculação por ser amplamente empregado em ETE (Estações de Tratamento de Efluentes) e possuir uma boa eficiência e baixo custo. Com o uso da espectrofotometria e testes de toxicidade foi avaliada a eficiência deste tratamento. Nos testes de toxicidade com S. cerevisiae na mistura dos corantes, Acid Blue 40 com Acid Red 114, mostraram que as leveduras são resistentes as concentrações as quais foram expostas. Nos testes de toxicidade com Artemia salina na mistura dos corantes, Acid Blue 40 com Acid Red 114, mostraram uma mortalidade de 23,33% na concentração de 0,100 g L-1 . Esta sensibilidade maior dos organismos expostos a combinação dos corantes é notada quando comparada com os organismos expostos aos corantes isolados. As sementes expostas a combinações dos corantes mostraram uma mortalidade similar as sementes expostas aos corantes isolados / Abstract: The shortage of drinking water is always in focus to be a prerequisite for life. In large cities it is evident as a concern that determines the lives of billions of people, and a feature that moves the economy and public health. It is essential in industries moving the economy, and many of them times out as effluent is not subjected to the necessary treatments before being returned to watercourses, which was first removed. This research aims to improve the stain removal methods Acid Red 114 and Acid Blue 40 from the effluent from textiles with the use of coagulation and flocculation process. Since untreated effluents generate ecological problems, with a large environmental impact, its treatment is essential to prevent contamination of our water sources. The chosen method of treatment was the coagulation / flocculation to be widely used in wastewater treatment plants (wastewater treatment plants) and have a good efficiency and low cost. With the use of spectrophotometry and toxicity tests evaluated the efficacy of this treatment. toxicity tests with S. cerevisiae in the mixture of dyes, Acid Blue 40 with Acid Red 114, showed that yeast concentrations which were exposed are tough. In toxicity tests with Artemia salina in the mixture of dyes, Acid Blue 40 with Acid Red 114, showed a mortality of 23.33% at a concentration of 0.100 g L-1. This increased sensitivity of the organisms exposed to the combination of dyes is noted when compared with organisms exposed to the isolated dye. Seeds exposed to combinations of dyes showed similar mortality seeds exposed to the isolated dye / Mestre

Arthrosphira (Spirulina) platensis apresenta substâncias de interesse nas indústrias alimentícia, farmacêutica e cosmética. A produção industrial envolve uma quantidade muito grande de água e sua viabilidade deve contemplar o reuso do meio, visando uma diminuição de custos com nutrientes, bem como da poluição ambiental, tornando-se assim um processo sustentável. O presente trabalho teve como objetivo principal a avaliação do reaproveitamento do meio no cultivo de A. platensis usando tratamentos físico-químicos de floculação e adsorção. Para tanto, tal cianobactéria foi cultivada em fotobiorreator (FBR) tubular em processos de batelada alimentada e contínuo em intensidade luminosa de 120 µmol fótons m-2 s-1, sob controle de pH. Foram desenvolvidas técnicas de tratamento de meio de cultivo proveniente de processo descontínuo alimentado de A. platensis para a remoção de matéria orgânica (MO) e pigmentos (60 - 96 %), permitindo assim seu reuso em novos cultivos. A. platensis foi cultivada nos meios tratados utilizando frascos Erlenmeyer, com avaliação de parâmetros como concentração celular máxima (Xm), conteúdo de clorofila-a (Chl) e conteúdo de proteína na biomassa seca (PTN). No processo simultâneo de floculação e adsorção com carvão ativado em pó (CAP), foram testados dois agentes floculantes, cloreto férrico (F) e sulfato férrico (S) bem como diferentes tempos de contato. No processo simultâneo de floculação com F e adsorção com CAP, as condições ótimas foram: CAP = 24,4 mg L-1 e F = 20,3 mg L-1durante 30,4 min de tempo de contato; com obtenção de: Xm = 4893 ± 33 mg L-1, Chl = 24,3 ± 0,1 mg g-1, PTN = 36,1 ± 0,6 %. As condições ótimas de tratamento simultâneo de floculação com S e adsorção com CAP foram: CAP = 40,0 mg L-1 e S = 32,8 mg L-1 durante 36,1 min de tempo de contato, com obtenção de: Xm = 4863 ± 64 mg L-1, Chl = 24,5 ± 0,6 mg g-1, PTN = 60,1 ± 0,6 %. No processo sequencial de floculação com F seguido de adsorção com carvão ativado granulado (CAG), as condições ótimas foram atingidas com: CAG = 108,4 g e F = 10,0 mg L-1 durante 30,8 min de tempo de residência; obtendo-se: Xm = 3140 ± 77 mg L-1, Chl = 35,4 ± 0,2 mg g-1, PTN = 44,9 ± 0,0 %. Adicionalmente, os meios tratados nessas condições ótimas de cada tratamento, também foram testados em FBR tubulares, atingindo valores de Xm, Chl e PTN maiores do que os obtidos com meio padrão. Além disso, o processo simultâneo de cultivo celular em FBR tubulares e adsorção contínua do meio de cultivo exaurido em coluna de CAG removeu 51 - 79 % de MO e pigmentos. Foi demonstrado que uma proporção de 75 % de meio tratado no meio de alimentação não produz diminuição significativa de produtividade celular (PX) e os resultados foram: concentração celular em estado estacionário (Xs) de 1568 ± 15 mg L-1, PX = 941 mg L-1 d-1, PTN = 42,0 ± 0,6 %, com diminuição de 65 % no custo de meio de cultivo. Por fim, conclui-se que é viável a utilização de processos físico-químicos no tratamento de meio a ser reaproveitado no cultivo de A. platensis, inclusive em FBR tubulares, com apreciável incremento de clorofila-a e proteínas na biomassa obtida em meio tratado. / Arthrospira (Spirulina) platensis have compounds of interest in the food, pharmaceutical and cosmetic industries. Industrial production involves high volumes of water and its viability should contemplate medium reuse, aiming to reduce not only nutrient costs, but also environmental pollution, thus becoming a sustainable process. This work had as main objective the evaluation of A. platensis culture medium reuse through the physicochemical treatments flocculation and adsorption. Thus, this cyanobacterium was cultivated in tubular photobioreactor (PBR) by fed-batch and continuous processes at light intensity 120 µmol photons m-2 s-1 under pH control. Treatment techniques were developed for culture medium from fed-batch process to properly removal of organic matter (OM) and pigments (60 - 96 %), thus allowing its reuse in new cultures. A. platensis was cultivated in treated medium using Erlenmeyer flasks, with the evaluation of parameters such as maximum cell concentration (Xm), chlorophyll content (Chl) and protein content in dry biomass (PTN). For simultaneous flocculation and adsorption with powdered activated carbon (PAC), two flocculants were used: ferric chloride (F) and ferric sulfate (S), as well as different contact times. In the simultaneous process of F flocculation and PAC adsorption, optimum conditions were: PAC = 24.4 mg L-1 and F = 20.3 mg L-1 for 30.4 min contact time; results were: Xm = 4893 ± 33 mg L-1, Chl = 24.3 ± 0.1 mg g-1, PTN = 36.1 ± 0.6 %. Optimal conditions in the simultaneous process of S flocculation and PAC adsorption were: PAC = 40.0 mg L-1 and S = 32.8 mg L-1 for 36.1 min contact time; results were: Xm = 4863 ± 64 mg L-1, Chl = 24.5 ± 0.6 mg g-1, PTN = 60.1 ± 0.6 %. In the sequential process of F flocculation followed by adsorption with granular activated carbon (GAC), optimal conditions were reached at GAC = 108.4 g and F = 10.0 mg L-1 for 30.8 min of residence time, at which Xm = 3140 ± 77 mg L-1, Chl = 35.4 ± 0.2 mg g-1 and PTNPTN = 44.9 ± 0.0 % were obtained. Moreover, medium treated at each optimal condition were also tested in tubular PBRs, reaching values of Xm, Chl and PTN higher than those obtained with standard medium. Furthermore, the simultaneous process of cell cultivation in tubular PBR and continuous adsorption of spent cultivation medium through GAC column removed 51 - 79 % of OM and pigments. It was showed that 75 % of treated medium in the feed medium does not cause significant decrease in cell productivity (PX) and results were: steady-state cell concentration (Xs) = 1568 ± 15 mg L-1, PX = 941 mg L-1 d-1, PTN = 42.0 ± 0.6 %, with 65 % reduction in medium price. At last, it can be inferred that the use of physicochemical processes in medium treatment is feasible for reuse in A. platensis cultivation, including that in tubular PBR, leading to considerable increase in chlorophyll and protein contents of the biomass obtained with treated medium.

Neste trabalho, um polímero eletrólito derivado de goma de cajueiro graftizada com poliacrilamida (GC-g-PAM) foi desenvolvido para uso como floculante no tratamento de águas. Foi investigado o efeito da concentração de acrilamida e do iniciador persulfato de potássio, da energia de micro-ondas e de ultrassom sobre a eficiência da reação, produtividade e viscosidade intrínseca dos copolímeros GC-g-PAM. As matérias-primas e os copolímeros graftizados foram caracterizados por espectroscopia de infravermelho, ressonância magnética nuclear, análise termogravimétrica, calorimetria exploratória diferencial e espalhamento de luz dinâmico. A síntese realizada por ultrassom permitiu a obtenção de copolímeros graftizados com elevada eficiência de grafting e viscosidade intrínseca, em curto período de tempo. Os copolímeros obtidos com baixa concentração de iniciador (1,90×10−4 mol e 2,85×10−4 mol) apresentaram raio hidrodinâmico 1,5 vezes maior do que o raio da goma de cajueiro devido à graftização de cadeias longas de poliacrilamida nas cadeias da goma de cajueiro. A estrutura química dos copolímeros graftizados afetou positivamente o desempenho destes quando utilizados como floculante no processo de floculação. Os copolímeros GC-g-PAM apresentaram eficiência superior a 90% na remoção da turbidez de suspensão aquosa de caulim, usada como referência, bem como em água de abastecimento in natura. A grande vantagem dos floculantes GC-g-PAM reside no fato destes apresentarem cadeia macromolecular biodegradável e cadeias laterais menores do que a cadeia principal da poliacrilamida comercial, não biodegradável, utilizada como floculante. O uso do floculante derivado da goma de cajueiro para recuperação e purificação de águas, em detrimento do floculante sintético, visa a longo prazo diminuir o impacto ambiental causado pelo acúmulo de floculante sintético no lodo, já que esse não é biodegradável. / In this work a polymer electrolyte derived from cashew gum with polyacrylamide (GC-g-PAM) was developed for use as a flocculant in water treatment. The effect of concentration of acrylamide and potassium persulfate initiator, as well as microwave and ultrasound energy over the grafting efficiency, productivity, and intrinsic viscosity of copolymers GC-g-PAM were investigated. The raw materials and grafted copolymers were characterized by infrared spectroscopy, nuclear magnetic resonance spectroscopy, thermogravimetric analysis, differential scanning calorimetry, and dynamic light scattering. The synthesis performed with ultrasound allowed the achievement of grafted copolymer with high grafting efficiency and intrinsic viscosity, in a short reaction time. The copolymers obtained at low initiator concentration (1.90×10−4 mol and 2.85×10−4 mol) presented a hydrodynamic radius 1.5 times larger than the one from cashew gum due to grafting of long chains of polyacrylamide onto cashew gum backbone. The chemical structure of grafted copolymers affected positively the performance of flocculants when they were used in flocculation processes. The turbidity removal of copolymer GC-g-PAM in kaolin suspension, used as reference, and in water treatment was higher than 90%. The great advantage of flocculants GC-g-PAM lies in the fact that they show biodegradable macromolecular chain with branches that are shorter than polyacrylamide commercial, non-biodegradable, used as a flocculant. The use of flocculant derived from cashew gum for water purification and recovery, instead of synthetic flocculant, in long term will decrease the environmental impact caused by the accumulation of synthetic flocculant in the sludge, since it is non-biodegradable.

Submitted by Pedro Augusto Grava da Silva null (pedroagrava@gmail.com) on 2017-08-31T20:44:35Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Mestrado - Pedro Augusto Grava da Silva.pdf: 2172440 bytes, checksum: 060031f8bfdf62d96e69dee0cad48a65 (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-09-01T14:47:36Z (GMT) No. of bitstreams: 1 silva_pag_me_bauru.pdf: 2172440 bytes, checksum: 060031f8bfdf62d96e69dee0cad48a65 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-01T14:47:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 silva_pag_me_bauru.pdf: 2172440 bytes, checksum: 060031f8bfdf62d96e69dee0cad48a65 (MD5) Previous issue date: 2017-07-12 / Item merged in doublecheck by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-12-07T18:03:54Z Item was identical to item(s): 152464, 152368 at handle(s): http://hdl.handle.net/11449/151521, http://hdl.handle.net/11449/152148 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Esta dissertação teve como objetivos a investigação da resistência e do recrescimento de flocos, produzidos durante a floculação de água destinada ao abastecimento, e foi dividida em duas etapas. Em primeiro lugar a resistência de agregados à quebra induzida por distúrbio hidrodinâmico foi investigada por meio de três técnicas macroscópicas de medição, a saber: fator de resistência (FR), a tensão local (σ) e o coeficiente de resistência do floco (γ). Num segundo momento a capacidade de recuperação do tamanho dos agregados foi investigada. O diâmetro estável (d) e o parâmetro característico da função de distribuição de tamanho de agregados (β) foram utilizados para analisar o processo refloculação após a quebra induzida dos agregados. Para obtenção das variáveis de interesse, foi utilizado método não intrusivo de análise de imagem e equipamento baseado em dispersão de luz. As águas de estudo foram preparadas em laboratório a partir de solução de ácido húmico (água tipo 1) e suspensão de caulinita (tipo 2), e coaguladas por dosagem de sal de alumínio em região do mecanismo de varredura. A floculação ocorreu em gradientes de velocidade médios (G) entre 20 e 120 s-1, e a ruptura ocorreu sob condições controladas com Gquebra de 800 s-1 por 10 segundos. Após a ruptura, a condição inicial foi reestabelecida para análise da recuperação de tamanho do agregado. Os resultados mostraram, para as duas água de estudo, uma tendência crescente para FR em resposta ao aumento de G. A mesma tendência foi observada para γ o que pode indicar que condições elevadas de agitação produzem flocos mais resistentes. Os resultados da análise da refloculação apontaram que o agregado não recupera totalmente seu tamanho, tanto para os flocos de Al-ácido húmico como para os de Al-caulinita. Para água tipo 1, o diâmetro estável dos agregados diminuiu de 332 μm antes da quebra, para 157 μm após a recuperação, e de 233 para 132 μm na água tipo 2, utilizando G de 20 s-1. O parâmetro β que exprime a distribuição de tamanho dos agregados, também apontou para uma diminuição geral do tamanho dos agregados, de forma que após a quebra a distribuição foi deslocada para as faixas de classificação de menor tamanho. / This dissertation has aimed to investigate the strength and re-growth during the flocculation of drinking water, and was divided into two steps. The first one was investigate the rupture of floc caused by shear induced forces through three macroscopic techniques, namely: strength factor (FR), the average strength per unit area at the plane of rupture (σ) and the floc strength coefficient (γ). The second one was investigate the re-growth ability of flocs. The stable diameter (d) and the characteristic parameter of the aggregate size distribution function (β) were used to analyze the re-growth process after the induced breakage of the aggregates. The method was based on a non-intrusive image analysis monitoring technique and a light scattering equipment. The study waters were prepared in laboratory from humic acid solution (water type 1) and kaolinite suspension (type 2) and coagulated by dosing aluminum salt in the region of the “sweep flocculation” mechanism. The flocculation occurred for average velocity gradients (G) from 20 to 120 s-1 and the breakage occurred under controlled conditions for Gquebra of 800 s-1 for 10 seconds. After breakage, the initial condition was re-established for aggregate size recovery analysis. For the two study waters the results showed an increasing trend for FR in response to the increase of G. The same trend was observed for γ which may indicate that high agitation conditions produce more resistant flocs. The reflocculation analysis results showed that the aggregate did not fully recover its size, both for the aliquots of Al-humic acid and those of Al-kaolinite. The stable diameter of the aggregates for water type 1 decreased from 332 μm before breakage, to 157 μm after recovery, and from 233 to 132 μm in water type 2, using G of 20 s-1. The parameter β expressing the aggregate size distribution also pointed to a general decrease in aggregate size, so that after the breakage the distribution was shifted to the smaller size ranges. / 33004056089P5

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2012-10-26T05:01:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 303783.pdf: 2801313 bytes, checksum: 877a31d9a48180833a370c1891ca623e (MD5) / Este trabalho propôs um sistema de tratamento terciário para esgoto sanitário tratado para a produção de água de reuso, composto por coagulação com sulfato de alumínio, floculação em meio granular fixo, filtração rápida descendente e desinfecção com hipoclorito de cálcio. O estudo experimental buscou otimizar o processo de coagulação, definindo pH ótimo de operação e dosagens de sulfato de alumínio. No processo de floculação, em escoamento ascendente, foi utilizado um fluxo de 48 m3/m2.dia e diferentes granulometrias de carvão mineral. O efeito da taxa de filtração foi avaliado em 136 e 227 m3/m2.dia, em leito composto por areia e um compósito comercial. A avaliação da desinfecção consistiu em monitorar os coliformes totais otimizando dosagem de cloro para tempo de contato de 120 min. O efluente terciário produzido atingiu as expectativas iniciais de qualidade, baseadas na NBR 13.969/97, para águas de classe I. O efluente final apresentou coliformes ausentes em 100% das amostras, turbidez menor que 5,0 FTU e cloro residual médio de 1,25 mg/L. A carreira de floculação para a granulometria ótima foi de 11 horas enquanto a de filtração atingiu 13 horas de operação. Após a validação do tratamento, foi projetado um sistema em larga escala, com capacidade nominal de 187,5 m3/dia, adequada para a produção de água de reuso para uma comunidade de 2.500 habitantes a um custo estimado de R$ 4,15/m3, evidenciando a necessidade de otimização de custos, seja por aumento de escala ou otimização de processo. / This work proposed a tertiary treatment system of sewage to produce reusable water, composed by coagulation with aluminum sulfate, fixed granular media flocculation (GMF), down flow direct filtration and disinfection with calcium hypochlorite. Experimental study aimed to optimize coagulation process, defining operation optimum pH and aluminum sulfate dosages. On ascendant flow flocculation process, flowing rate of 48 m3/m2.day was utilized and different mineral coal grain sizes. Filtration rate effect was evaluated in 136 and 227 m3/m2.day, in a steam composed by sand and a commercial composite. Disinfection evaluation consisted in monitoring total coliforms, optimizing chlorine dosage with a contact time of 120 min. Tertiary effluent obtained met initial expectations in terms of quality for class I water, based on NBR 13.969/97. Final effluent showed absence of coliforms in 100% of the samples, turbidity lower than 5,0 FTU and mean residual chlorine of 1,25 mg/l. Flocculation run for optimum grain size was 11 hours while filtration run took 13 hours of operation. After treatment validation, a large scale system was designed, with nominal capacity of 187,5 m3/day, appropriate to produce reusable water for a 2,500 people community, with a estimated cost of R$ 4,15/m3, making evident the necessity for cost reduction, by production increase or by process optimization.

Orientador: Marcelo Loureiro Garcia / Banca: Adriana Ferreira Maluf Braga / Banca: Bruna de Souza Moraes / Resumo: Os processos de coagulação-floculação surgem como uma alternativa para o pós-tratamento de efluentes de reatores anaeróbios, normalmente caracterizados pela presença de matéria orgânica e cor residual. O presente trabalho buscou ajustar os melhores parâmetros de coagulação, mistura rápida, floculação e sedimentação para vinhaça anaerobicamente tratada e, dessa forma, verificar se o efluente final admite reuso, com ênfase na aplicação agrícola. Os coagulantes testados foram: solução de amido 2% (m/v) e cloreto férrico 40% sendo que as faixas das dosagens de coagulante testadas foram, respectivamente, 1 a 120 mg.L-1 e 1 a 25 g.L-1. Para as condições testadas, os resultados obtidos mostraram a ineficiência da solução de amido como coagulante para esse efluente. Para os ensaios realizados utilizando-se cloreto férrico como coagulante, os parâmetros otimizados foram: dosagem de solução de cloreto férrico 40% (1,6 g.L-1), gradiente e tempo de mistura rápida (325 rpm; 10 s), gradiente e tempo de floculação (65 rpm; 20min) e tempo de sedimentação (20 min). Dentre os parâmetros, apenas a dosagem de coagulante e o tempo de sedimentação influenciaram significativamente (α=5%) o desempenho do processo. A correção do pH do afluente não se mostrou satisfatória para o desempenho do tratamento. Os resultados indicaram que os processos de coagulação/floculação são mais eficazes quando aplicados à vinhaça metanizada em comparação às vinhaças acidificada e bruta. A partir dos resultados obtido... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Coagulation-flocculation processes emerge as an alternative to the post-treatment of effluent streams from anaerobic reactors, usually characterized by residual organic matter and color. This study aimed to adjust the best coagulation, rapid mixing, flocculation and sedimentation parameters applied to anaerobically treated vinasse and thus check whether the final effluent allows reuse, with emphasis on agricultural application. Solutions of starch 2% (m/v) and ferric chloride 40% were tested as coagulants, with dosages ranging from 1 to 120 mg.L-1 and 1 to 25 g.L-1, respectively. For the conditions tested, the results indicated the ineffectiveness of the starch solution as a coagulant for this effluent. For the tests performed with ferric chloride as coagulant, the optimal parameters were: ferric chloride solution dosage 40% (1.6 g.L-1), rapid mixing gradient and time (325 rpm, 10 s), flocculation gradient and time (65 rpm; 20 min) and settling time (20 min). Among the parameters, only coagulant dosage and settling time significantly (α=5%) impacted the performance of the process. The correction of the influent pH was not satisfactory for the performance of treatment. The results indicated that the coagulation/flocculation processes are most effective when applied to methanized compared to acidified and raw vinasses. From the results obtained, analyses were performed to verify the possibility of reuse of treated effluent in fertigation, observing that higher volumes of treat... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2013-07-16T02:36:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 226537.pdf: 1658997 bytes, checksum: 1dc071dbf25b304ca021523572cf0d9f (MD5) / No presente trabalho foi avaliada a remediação do efluente da indústria de papel e celulose através do processo de coagulação/floculação e processos oxidativos avançados (POAs), tanto em escala de laboratório como em escala piloto. A primeira etapa do trabalho consistiu de um processo combinado de coagulação/floculação com sulfato férrico seguido de oxidação avançada utilizando H2O2, luz UV e óxido de ferro suportado em carvão como catalisador. A dosagem ótima do coagulante sulfato férrico, expressa como Fe3+, foi de 90 mg/L e a faixa ótima de pH de coagulação foi entre 4 e 6. Após a etapa de coagulação/floculação, as remoções de DQO, cor e turbidez foram respectivamente de 20%, 92% e 97%. A maior remoção de DQO obtida utilizando os processos combinados ocorreu com a combinação do tratamento coagulação/floculação seguido por UV/H2O2 alcançando 60% de remoção total de DQO. O processo de coagulação/floculação foi o principal mecanismo responsável de remoção de cor do efluente. Assim, em uma segunda etapa de trabalho avaliou-se o processo Fenton modificado, uma vez que este processo envolve tanto as etapas de oxidação e coagulação para o tratamento do efluente. A eficiência de remoção máxima para DQO, cor e compostos aromáticos foram 75%, 98% e 95%, respectivamente, sob condições ótimas de operação ([Fe(III)=400 mg/L; [H2O2]=1000 mg/L; pH=2,5; seguido por coagulação a pH 5,0). A biodegrabilidade do efluente aumentou de 0,4 para 0,7 após o tratamento sob condições ótimas e nenhum H2O2 residual foi detectado. Entretanto, compostos parcialmente ou não-oxidados presentes no efluente tratado tornaram a toxicidade aguda para Artemia salina maior do que do efluente não-tratado. A terceira etapa do trabalho consistiu em avaliar a aplicação em escala piloto do processo de coagulação/floculação e do processo Fenton modificado. A eficiência de remoção dos parâmetros de controle do tratamento pelo processo Fenton modificado foi maior do que pelo processo de coagulação. No estado estacionário, a eficiência de remoção de DQO, cor e compostos aromáticos pelo processo de coagulação foi 38%, 80% e 59% respectivamente, enquanto que a eficiência de remoção desses parâmetros pelo processo Fenton modificado foi 53%, 95% e 81%. Após o tratamento por coagulação e Fenton modificado, a biodegrabilidade do efluente aumentou de 0,4 para 0,64 e 0,77 respectivamente e nenhum peróxido de hidrogênio residual foi detectado. A eficiência de remoção de carbono orgânico total (COT) por esses dois tratamentos foi de 27% e 90%, respectivamente. Uma análise físico-química e olfatométrica de odores do efluente bruto e tratado em escala piloto foi realizada e revelou uma redução de 80% de COVs (compostos orgânicos voláteis) particionados para o ar e o teor de odor foi reduzido em 96% após o tratamento por Fenton modificado.