It is clear that renewable resources have received great interest from the international community during the last decades and play a crucial role in the current CO2-mitigation policy. In this regard, energy from biomass and waste is seen as one of the most dominant future renewable energy sources. Thus, organic waste i.e. animal wastes, wastewaters, energy crops, agricultural and agro-industrial residues are of specific importance since these sources do not compete with food crops in agricultural land usage. The various technologies that are available for power generation from biomass and waste can be subdivided into thermochemical, biochemical and physicochemical conversion processes. Anaerobic digestion (AD), classified within the biochemical conversion processes, is a robust process and is widely applied. Various types of biomass and waste, can be anaerobically co-digested to generate a homogeneous mixture increasing both process and equipment performance. This study focused on the valorization of agro-industrial wastes (such as olive mill wastewater (OMW), cheese whey (CW) and liquid cow manure (LCM)) and sweet sorghum stalks. Olive mills, cheese factories and cow farms are agro-industries that represent a considerable share of the worldwide economy with particular interest focused in the Mediterranean region. These industries generate millions of tons of wastewaters and large amounts of by-products, which are in many cases totally unexploited and thus dangerous for the environment. On the other hand, sweet sorghum as a lignocellulosic material represents an interesting substrate for biofuels production due to its structure and composition. Anaerobic co-digestion experiments using different mixtures of agro-industrial wastes were performed in a two-stage system consisting of two continuously stirred tank reactors (CSTRs) under mesophilic conditions (37°C). Subsequently, more mixtures were studied, where sweet sorghum was added, in order to simulate the operation of a centralized AD plant fed with regional agro-wastes which lacks OMW or/and CW due to seasonal unavailability. Two operational parameters were examined in a two-stage system, including pH and HRT. Batch experiments were performed in order to investigate the impact of controlled pH on the production of bio-hydrogen and volatile fatty acids, whereas continuous experiments (CSTRs) were conducted for the evaluation of HRT effect on hydrogen and methane production. Moreover, further exploitation of digestate from an anaerobic methanogenic reactor was studied using a combined ultrafiltration/nanofiltration system and further COD reduction was obtained. On the other hand, vermicomposting was conducted in order to evaluate the sludge transformation to compost and as a result, good results in terms of increased N-P-K concentration values were obtained. Furthermore, simulation of mesophilic anaerobic (co)-digestion of different substrates was applied, using the ADM1 modified model, where the results indicated that the modified ADM1 was able to predict reasonably well the steady-state experimental data. / Είναι φανερό ότι οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας έχουν προσελκύσει το ενδιαφέρον της διεθνούς κοινότητας τις τελευταίες δεκαετίες καθώς διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο στην μείωση του CO2. Η ενέργεια από βιομάζα και απόβλητα θεωρείται ως μία από τις πλέον κυρίαρχες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας του μέλλοντος. Έτσι, τα οργανικά απόβλητα όπως κτηνοτροφικά, ενεργειακές καλλιέργειες, γεωργικά και βιομηχανικά υπολείμματα κ.ά έχουν ιδιαίτερη σημασία, δεδομένου ότι οι πηγές αυτές δεν ανταγωνίζονται με τις καλλιέργειες τροφίμων της γεωργικής γης και ωστόσο μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, θερμότητας και βιοκαυσίμων. Το αυξημένο ενδιαφέρον για τις διεργασίες που αφορούν στη μετατροπή της βιομάζας σε ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, όπως είναι η αναερόβια χώνευση, τόνωσε την έρευνα σε αυτόν τον τομέα με αποτέλεσμα την υλοποίηση ενός σημαντικού αριθμού ερευνητικών έργων για να αξιολογηθούν οι ιδανικές συνθήκες χώνευσης διαφόρων υποστρωμάτων, όπως είναι τα αγροτο-βιομηχανικά απόβλητα και οι ενεργειακές καλλιέργειες. Στη παρούσα διατριβή πραγματοποιήθηκαν πειράματα αναερόβιας συγχώνευσης χρησιμοποιώντας αγροτο-βιομηχανικά απόβλητα ή/και γλυκό σόργο. Τα αγροτο-βιομηχανικά απόβλητα, όπως είναι τα απόβλητα ελαιοτριβείου, τυροκομείου αλλά και βουστασίου, χαρακτηρίζονται από υψηλό οργανικό φορτίο και συνεπώς θεωρούνται ακατάλληλα για απευθείας διάθεση σε περιβαλλοντικούς αποδέκτες. Συγχώνευση αυτών οδήγησε σε υψηλές αποδόσεις μεθανίου κάτι το οποίο οφείλεται σε συνεργιστικές επιδράσεις όπως η συμβολή επιπλέον αλκαλικότητας, ιχνοστοιχείων, θρεπτικών κτλ. Περαιτέρω μίγματα μελετήθηκαν χρησιμοποιώντας το γλυκό σόργο με σκοπό την προσομοίωση λειτουργίας μιας κεντρικής μονάδας αναερόβιας χώνευσης, η οποία τροφοδοτείται με τοπικά απόβλητα τα οποία θα αντικατασταθούν σε περίοδο μη εποχικής διαθεσιμότητας από το γλυκό σόργο. Τα μίγματα αυτά μελετήθηκαν σε διβάθμιο σύστημα διερευνώντας την επίδραση των δύο σημαντικότερων λειτουργικών παραμέτρων (του pH και του υδραυλικού χρόνου παραμονής, HRT) στην απόδοση του συστήματος. Πιο συγκεκριμένα, πραγματοποιήθηκαν πειράματα διαλείποντος έργου προκειμένου να διερευνηθεί η επίδραση του pH στην παραγωγή υδρογόνου και μεταβολικών προϊόντων, ενώ πειράματα συνεχούς λειτουργίας διεξήχθηκαν για τη μελέτη της επίδρασης του HRT στην παραγωγή υδρογόνου και μεθανίου σε διβάθμιο σύστημα. Περαιτέρω αξιοποίηση του χωνευμένου υπολείμματος μελετήθηκε με χρήση συνδυασμένου συστήματος υπερδιήθησης/νανοδιήθησης επιτυγχάνοντας επιπρόσθετη μείωση του οργανικού φορτίου στο διήθημα. Η μετατροπή της αναερόβια χωνευμένης ιλύος σε λίπασμα αξιολογήθηκε μέσω κομποστοποίησης με γεωσκώληκες (vermi-composting) επιτυγχάνοντας ικανοποιητικά αποτελέσματα στην αύξηση των συγκεντρώσεων N-P-K. Επιπλέον, αναπτύχθηκε τροποποιημένο μοντέλο της αναερόβιας χώνευσης (ADM1) με στόχο την προσομοίωση της αναερόβιας συγχώνευσης διαφορετικών υποστρωμάτων. Τα αποτελέσματα που προέκυψαν έδειξαν ότι το μοντέλο ήταν σε θέση να προβλέψει σε ικανοποιητικό βαθμό την πορεία των πειραματικών δεδομένων.

From the Proceedings of the 1975 Meetings of the Arizona Section - American Water Resources Assn. and the Hydrology Section - Arizona Academy of Science - April 11-12, 1975, Tempe, Arizona / In direct (normal, forward) osmosis water automatically flows through a semipermeable membrane from a "source" solution of low concentration to a "driving" solution with higher solute content. The process requires a membrane which is impermeable to the solutes; hydrostatic pressure differences are not directly involved and can be set equal to zero. In principle, direct osmosis is a low -technology, low-power consumption method for reducing the water volume of industrial effluents or liquid agricultural products, and for reclaiming brackish irrigation water. In the latter application the driving solution may utilize fertilizer as a solute; the source solution is drainage that contains harmful salt components. This type of operation has been experimentally demonstrated. This paper summarizes basic physical principles and introduces some quantitative design factors which must be understood on both a fundamental and on an applications level.

Thesis; Thesis information not provided; 17 Jul 2003. / Published through the Information Bridge: DOE Scientific and Technical Information. "UCRL-LR-154423" Maxwell, R M; Tompson, A F B; Richardson, J H; El-Naser, H; Rihani, J. F F; Subah, A.; El Sha'r, W A; Al-Hadidi, Khair; Al-Awamleh, M; Al-Foqaha, M; Abu-Eid, O; Hayyaneh, R A. 07/17/2003. Report is also available in paper and microfiche from NTIS.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:52:19Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:00:49Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2016-06-22T13:58:45Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2016-06-22T13:58:45Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:52:19Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:00:49Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / A qualidade dos efluentes líquidos do Pólo Industrial de Belford Roxo e das águas do Rio Sarapuí foram avaliadas por meio de ensaios de toxicidade aguda com Daphnia similis, Ceríodaphnia dúbia e Danio rerio e ensaios de toxicidade crônica com Ceriodaphnia dúbia e Selenastrum capricornutum. Em associação ao monitoramento ecotoxicológico, foram realizados os procedimentos de Avaliação e Identificação da Toxicidade - AIT (Toxicity Identification Evaluation - TIE) os quais possibilitaram a identificação dos agentes tóxicos para as duas matrizes. Para o efluente, foi identificado o íon cloreto como principal agente tóxico, complementado por efeitos aditivos de metais, amônia e sulfeto. As águas do Rio Sarapuí apresentam os nutrientes fósforo e nitrogênio como principais agentes tóxicos, com toxicidade aditiva de metais, amônia e sulfeto. Embora a Estimativa de Impactos Ambientais a partir dos dados de toxicidade do efluente sugira impactos mínimos por parte do lançamento de efluentes do Pólo no compartimento água superficial, a qualidade das águas desse rio já apresenta por si só um impedimento à manutenção da vida aquática. O constante lançamento de esgoto não tratado compromete a qualidade das águas do rio Sarapuí, culminando num quadro de completa degradação devido ao aumento da concentração de nutrientes e matéria orgânica, que acaba por inviabilizar o correto equilíbrio desse ecossistema e suas interações ecológicas naturais. / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2016-06-22T13:58:45Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2016-06-22T13:58:45Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / As agressões ao meio ambiente, num contexto de esgotamento de recursos naturais, vêm recebendo crescente importância aos olhos da sociedade e, nesse cenário, o meio ambiente passou a ser protegido pelo Direito Penal. Assim, muitas destas agressões, como a poluição, passaram a ser qualificadas como crimes ambientais tornando se necessária a produção de prova técnica para o seu devido julgamento. Este trabalho apresenta uma nova estratégia para caracterização de crimes ambientais de poluição e correlatos baseado em abordagem multiparamétrica. Para isso foram utilizadas análises de diferentes parâmetros como metais, razões de isótopos estáveis e compostos orgânicos (hidrocarbonetos aromáticos policíclicos), e análise estatística multivariada, com o intuito de obter uma assinatura química robusta dos poluentes da fonte suspeita e assim estabelecer correspondência com os mesmos parâmetros determinados no compartimento ambiental receptor. Ainda, foram incorporados alguns conceitos de metrologia, como o cálculo de incerteza de amostragem, conforme preceituam as novas tendências de desenvolvimento conceitual e metodológico das ciências forenses. Os sedimentos de um curso dágua altamente impactado por descargas diversas foram o objeto das investigações como sendo o compartimento receptor e o percolado de um aterro de resíduos industriais perigosos envolvido em um crime ambiental foi analisado como possível fonte. A abordagem multiparamétrica utilizada neste trabalho proporcionou uma melhor discriminação dos pontos de coleta com base na sua localização com relação às fontes de poluição por meio da Análise de Componentes Principais e as análises de metais realizadas nos sedimentos permitiram caracterizar um crime de poluição ambiental. As estimativas de incerteza de amostragem evidenciaram variações nos resultados principalmente decorrentes da heterogeneidade da distribuição dos contaminantes no meio o que implica que as incertezas devem, preferencialmente, ser estimadas e reportadas nas medições no âmbito forense para um efetivo apoio às tomadas de decisões nelas baseadas. / Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2016-11-11T09:14:09Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2016-11-11T09:14:09Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / A quitina é o principal produto obtido do processamento das cascas de crustáceos. Esse biopolímero e o seu derivado, quitosana, têm despertado grande interesse comercial em virtude das possibilidades de aplicações que possuem. O gerenciamento desses resíduos e dos subprodutos gerados nas etapas no processo de obtenção pode ser considerado um modelo de biorrefinaria. A implementação de plantas para extração de quitina e quitosana é um desafio, uma vez que a demanda produtiva deve ser atendida sem causar danos ao meio ambiente. Uma grande variedade de quitosanas com diferentes propriedades físicoquímicas podem ser obtidas variando-se as condições de reação. Essas propriedades dependem da origem da matéria-prima, do seu grau médio de desacetilação, distribuição média dos grupos acetil ao longo da cadeia principal e da sua massa molecular média. Os fornecedores de quitosana comercial geralmente não mencionam a procedência da matéria-prima e pouca ou nenhuma informação é fornecida acerca do seu processamento. Sendo assim, as características e a reatividade do produto final podem variar gerando resultados não reprodutíveis. No presente estudo, foi utilizada a biomassa oriunda de rejeitos da indústria pesqueira de camarão da região de Cananéia SP. As amostras de - quitina foram obtidas por dois procedimentos diferentes: no primeiro, P1, as cascas de camarão após passar pelo pré-tratamento (lavagem, secagem e moagem) foram desproteinizadas para retirada das proteínas em hidróxido de sódio (NaOH) diluído nas concentrações 2%, 5% e 10% e desmineralizadas em ácido clorídrico (HCl) a 20% (v/v) para retirada dos carbonatos; no segundo procedimento, P2, essas etapas foram invertidas. A biomassa resultante foi desacetilada com hidróxido de sódio concentrado a 30%, 40% e 50% em tempos que variaram de 2 a 6 horas. As principais propriedades físico-químicas das amostras de quitosanas obtidas foram determinadas utilizando a espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR) para a determinação do grau médio de acetilação, GA, e a técnica de titulação ácido-base mensurada por condutimetria foi utilizada para comparar os resultados; a viscosimetria capilar para a determinação da massa molar média viscosimétrica, Mv , e a difração de raios X (DRX) para avaliar o grau médio de cristalinidade, X. Além disso, foram empregadas as técnicas de microscopia eletrônica de varredura (MEV) para análises morfológicas dos materiais obtidos e a espectrometria de fluorescência de raios X por dispersão de comprimento de onda (WDXRF) para análise química das quitosanas. O GA e o X das amostras diminuíram à medida em que o tratamento se tornou mais vigoroso, enquanto a Mv aumentou. O procedimento 2 foi o mais viável por eliminar a etapa de despigmentação, pois originou amostras com tonalidade mais clara e fáceis de pulverizar. / Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2016-11-11T09:28:13Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2016-11-11T09:28:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / O monocloroacetato de sódio (MCAS) e o dicloroacetato de sódio (DCAS) são compostos tóxicos e irritantes ao ser humano e nocivos ao meio ambiente, sendo impurezas indesejáveis na cocoamido propil betaína (CAPB), que é um surfactante anfótero utilizado em produtos de consumo dos segmentos cosmético e domiciliar. Diante dos requisitos de concentração em nível de mg/kg exigidos pelos órgãos reguladores de saúde do governo, tornou-se mandatório o emprego de metodologia com limite de quantificação, precisão e exatidão adequados aos rígidos controles de processo pelos fabricantes da CAPB, bem como, dispor de técnicas convencionais com poder de resolução e proficiência pelo controle de qualidade e neste contexto inseriu-se a cromatografia a gás. Neste estudo foram estabelecidos os procedimentos analíticos que definiram as melhores condições para identificar e quantificar as impurezas MCAS e DCAS na matriz CAPB por meio da cromatografia a gás. A preparação das amostras consistiu da derivação das impurezas MCAS e DCAS a ésteres etílicos e a extração líquido-líquido em hexano para separar dos demais constituintes da matriz. Os modos de detecção acoplados à cromatografia a gás foram a ionização pela chama (GC/FID), a captura de elétrons (GC/ECD) e a espectrometria de massas (GC/MS). A validação comprovou que as metodologias são lineares entre 4 e 50 mg/kg com recuperação de 70 a 120%, apresentam limites de quantificação inferiores a 10 mg/kg e produziram médias e incertezas similares na amostra examinada, constituindo-se alternativas para a determinação de cloroacetatos em betaínas. / Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Submitted by Maria Eneide de Souza Araujo (mearaujo@ipen.br) on 2017-03-10T16:49:56Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2017-03-10T16:49:56Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / A saúde do meio ambiente vem sendo comprometida devido ao descarte incorreto de produtos e seus subprodutos. Dentre os contaminantes emergentes encontram-se os fármacos, causadores de problemas ambientais por serem descartados no meio ambiente através dos efluentes. As técnicas convencionais de tratamento são insuficientes na remoção de diversos fármacos, por apresentarem resíduos resistentes e baixa biodegradabilidade. Sendo assim os processos oxidativos avançados vêm sendo estudados como alternativa para o tratamento de diferentes tipos de efluentes. O objetivo desse trabalho foi aplicar o processo de irradiação com feixe de elétrons para reduzir os efeitos tóxicos do propranolol, e de sua mistura com cloridrato de fluoxetina, em solução aquosa. Foram realizados ensaios ecotoxicológicos com o fármaco propranolol, e de sua mistura com o cloridrato de fluoxetina, utilizando como organismos-teste o microcrustáceo Daphnia similis, e a bactéria Vibrio fischeri. Observamos que o organismo D. similis mostrou-se mais sensível as amostras de fármacos quando comparado à bactéria V.fischeri. Após serem submetidas ao tratamento com radiação ionizante, todas as doses aplicadas para o propranolol e a mistura, mostraram significativa redução de toxicidade, tendo como organismo-teste D. similis. Para a bactéria V. fischeri apenas na dose de 5,0 kGy foi verificada a redução da toxicidade para o fármaco propranolol. Quanto à mistura dos fármacos, apenas as doses de 2,5 e 5,0 kGy apresentaram eficiência de remoção da toxicidade. A dose 5,0 kGy mostrou-se a melhor, apresentando redução de 79,94% para D. similis, e 15,64% para V. fischeri, quando expostas ao fármaco propranolol. Quanto à mistura, apresentou 81,59% e 26,93%, para D.similis e V.fischeri, respectivamente. / Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP