Neste trabalho, foi investigada a incorporação de lodo galvânico na formulação de massas cerâmicas para a produção de cerâmica vermelha. O lodo galvânico foi gerado em uma indústria do município de Santa Cruz do Sul – RS. Como agentes de sinterização, foram empregados dois tipos de vidro: o sodocálcico (VSC) e o borossilicato (VBS). Inicialmente, foram formuladas massas cerâmicas com argila, nas quais era adicionado lodo galvânico nas proporções de 0%, 2%, 5%, 10%, 15%, 20% e 30% em peso. As massas cerâmicas foram então conformadas por prensagem e queimadas a 850°C, 950°C, 1050°C e 1150°C, em forno elétrico tipo mufla, a uma taxa de aquecimento de 150°C/h e patamar de 2h. Em um segundo momento, foi investigada a adição de vidro (VSC ou VBS), em teores de 10%, 15% e 20% em peso. A massa cerâmica assim formulada foi então prensada e queimada nas temperaturas de 950°C, 1050°C e 1150ºC, com a mesma taxa de aquecimento e patamares anteriormente. Após, foram determinadas propriedades mecânicas (resistência mecânica à flexão) e propriedades físicas (absorção de água e retração linear). Complementarmente, foi avaliada a imobilização no corpo cerâmico de elementos perigosos presentes no lodo galvânico, por ensaios de lixiviação (ABNT NBR 10.005), solubilização (ABNT NBR 10.006) e emissões gasosas na queima. Os resultados indicaram que os materiais obtidos comportaram-se tipicamente como materiais cerâmicos tradicionais, isto é, um aumento da temperatura de queima concorre para uma diminuição da absorção de água e um aumento da retração linear. Os corpos cerâmicos formulados com argila e lodo galvânico apresentaram propriedades que lhes permitem ser utilizados para fabricação de telhas e blocos cerâmicos. A adição de lodo galvânico e vidro proporcionou um aumento de cerca de 44% na RM em relação aos corpos cerâmicos apenas com argila (AP), para a mesma temperatura de queima de 1050°C. A análise da estabilidade nos corpos cerâmicos investigados de espécies químicas que concorreriam para um risco de contaminação ambiental indicou que os corpos cerâmicos contendo VBS foram os que menores índices de lixiviação/solubilização em meio aquosos apresentaram, compatíveis aos preconizados pela NBR 10.004. / This work investigated the incorporation of galvanic sludge in the formulation of ceramic mass for the production of red ceramics. The galvanic sludge was generated in an industry in Santa Cruz do Sul - RS. Two types of glass were used as sintering agents, such as soda lime (VSC) and borosilicate (VBS). Initially, ceramic bodies were made with clay, in which galvanic sludge was added in proportions of 0%, 2%, 5%, 10%, 15%, 20% and 30% by weight. The samples were then shaped by pressing and sintering at 850°C, 950°C, 1050°C and 1150°C in an electric muffle furnace, at a heating rate of 150°C/h and held at these temperatures for 2h. Afterwards, the addition of glass (VBS or VSC) was investigated at levels of 10%, 15% and 20% by weight. Then, the samples were conformed and sintered at temperatures of 950°C, 1050°C and 1150°C, with the same parameters described above. Thereafter, mechanical properties (flexural strength) and physical properties (water absorption and linear shrinkage) were determined. In addition, we evaluated the immobilization of harmful elements present in the ceramic body by leaching (ABNT NBR 10005), solubilization (ABNT NBR 10006) and gaseous emission tests. The results indicated that these ceramic bodies behaved typically as traditional ceramic materials, i.e., an increase of firing temperature contributes to a decrease in absorption of water and an increase in linear shrinkage. The samples formulated with clay and galvanic sludge have properties that allow them to be used for production of ceramic bricks and tiles. With the addition of galvanic sludge and glass, there was an increase in flexural strength of about 44% compared to ceramic bodies with clay, for the same temperature of 1050°C. No significant variation of flexural strength was noticed with the increase of the glass content. The stability analysis performed in ceramic samples, which investigated chemical species that cause an environmental risk, indicated that the ceramic bodies containing VBS reported the lowest levels of leaching/solubilization in aqueous environment, thus being compatible with those recommended by the NBR 10004.

O uso de composto de lixo (CL) e de lodo de esgoto (LE) na agricultura é uma alternativa viável para a melhor disposição destes resíduos urbanos em solos. Estudos de longo prazo podem melhorar o entendimento da dinâmica e as modificações que estes materiais ocasionam no solo e na resposta de plantas. O objetivo desse estudo foi avaliar os efeitos residuais (aplicações entre 2002 e 2006) e imediatos (reaplicação em 2015, após pousio) dos resíduos CL e LE, em dois solos [Latossolo Vermelho distroférrico (LVd) e um Argissolo Vermelho distrófico (PVd)], quanto às modificações em atributos químicos do solo, elementos-traços (ET) e resposta de plantas de aveia (Avena sativa) e milho (Zea mays). O experimento consta de colunas de solo, com aplicação de duas doses dos resíduos, CL e LE, com base no suprimento de nitrogênio, sendo a maior repetida e enriquecida com ET (Cd, Cu, Ni, Pb e Zn), além de tratamentos com adubação mineral e testemunha. Quanto aos efeitos residuais, na camada de 0-20 cm de ambos os solos, os resíduos promoveram maiores teores de C orgânico e P disponível e valores de CTC, porém o CL resultou em maiores valores de pH do solo. Com exceção do Cu, os teores de ET no solo diminuíram com o tempo. A produção de matéria seca de aveia diminuiu expressivamente após o longo período de pousio, possivelmente pela limitação em N. Os tratamentos com LE enriquecido com ET resultaram em maior acúmulo destes elementos na parte aérea da aveia. Após a reaplicação dos resíduos, o LE resultou em maior produção de matéria seca e maior acúmulo de macronutrientes (N, P, Ca e Mg) pelas plantas de milho em comparação ao CL. Os tratamentos com CL e LE enriquecidos determinaram nas plantas teores de ETS não essenciais considerados fitotóxicos. / The use of urban solid waste compost (SWC) and sewage sludge (SS) in agriculture is a viable alternative for better disposal of these urban residues in soils. Long-term studies may improve the understanding of the dynamic and changes caused by these materials in soils and plant responses. The aim of this study was to evaluate residual effects (applications from 2002 to 2006) and immediate effects (application in 2015, after a fallow time) of SWC and SS residues in two soils [Typic Haplorthox (LVd) and Arenic Paleudult (PVd)], regarding soil chemical attributes and trace elements (ET) and oat (Avena sativa) and corn (Zea mays) plant responses. The experiment is carried out in soil columns with application of two doses of both SWC and SS and also with the major dose enriched with ET (Cd, Cu, Ni, Pb and Zn), besides mineral fertilization and control treatments. Residue doses were established according N supply. Regarding residual effects in the 0-20 cm layer of both soils SWC and SS materials improved organic C and available P contents and CEC values, but soil pH was higher for SWC treatments. Except for Cu, soil ET contents decreases with time. Oat dry matter production was very small after the fallow time possibly due to low residual N supply. Treatments enriched with ET resulted in higher contents of these elements in oat shoots. After residue reapplication SS caused higher corn dry matter production and macronutrient (N, P, Ca and Mg) contents than SWC. Non-essential metal in levels possibly toxic for corn plants resulted from treatments with SWC and SS enriched with ET.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2007. / Submitted by Luis Felipe Souza (luis_felas@globo.com) on 2009-01-07T12:14:46Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao_2007_GustavoGuimaraes.pdf: 4183016 bytes, checksum: 7c61ae67e75c158534feef02df523212 (MD5) / Approved for entry into archive by Georgia Fernandes(georgia@bce.unb.br) on 2009-02-27T15:39:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertacao_2007_GustavoGuimaraes.pdf: 4183016 bytes, checksum: 7c61ae67e75c158534feef02df523212 (MD5) / Made available in DSpace on 2009-02-27T15:39:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao_2007_GustavoGuimaraes.pdf: 4183016 bytes, checksum: 7c61ae67e75c158534feef02df523212 (MD5) / O presente trabalho enfoca o adensamento e desidratação dos resíduos da ETA-Brasília, importante unidade operacional do sistema de abastecimento de água do Distrito Federal. A ETA-Brasília está passando por intervenções de reforma e ampliação, e estudos anteriores indicaram que o tratamento dos resíduos proposto para essa estação que inclui a desidratação por centrífuga, provavelmente apresentará resultados inferiores aos indicados no projeto, em termos de concentração de sólidos na torta. Como conseqüência, a ETA-Brasília apresentará maiores custos operacionais para desidratação dos resíduos produzidos e para transporte da torta gerada, além de eventuais problemas ambientais associados à alternativa selecionada para destinação final. Duas hipóteses foram levantadas para explicar a baixa desidratabilidade observada na desidratação por centrífuga, e são objeto de avaliação desse trabalho. A primeira seria a influência da presença de algas na água bruta, que emprestam características orgânicas ao lodo. A outra hipótese é relacionada à possibilidade dos lodos flotados reterem parte das microbolhas da flotação em sua estrutura, dificultando a etapa de desidratação. Dessa forma, a metodologia experimental do presente trabalho permitiu comparar a desidratação entre lodos produzidos pelo adensamento da água de lavagem da ETA-Brasília, por flotação e sedimentação, com o de outra estação de tratamento de água (ETA-Descoberto), abastecida por manancial com água bruta de diferentes características. Os experimentos de adensamento foram realizados em instalação piloto, localizada na ETA-Brasília, e os de desidratação, tanto por centrifugação quanto por filtração forçada, em escala de bancada. Os resultados obtidos mostraram não haver influência importante do processo de adensamento na desidratabilidade dos lodos de ETAs, sugerindo que a incorporação de microbolhas de ar ao lodo não é o fator que determina a baixa eficiência da centrifugação. Em relação à influência das características da água bruta, verificou-se que a água bruta que alimenta a ETA-Brasília, de caráter orgânico devido à presença de algas, produziu resíduos no tratamento de água também com características orgânicas, e essas características foram determinantes na desidratabilidade dos lodos, levando a teores de sólidos na torta da ordem de 10%, bastante inferiores aos obtidos a partir dos resíduos da ETA-Descoberto, freqüentemente acima de 30%. A avaliação preliminar utilizando a técnica de descongelamento e descongelamento indicou que a baixa desidratabilidade dos resíduos da ETA-Brasília pode estar relacionada à distribuição de água na estrutura interna do floco, que é determinada nos primeiros estágios do tratamento de água bruta, recomendando-se estudar a coagulação e floculação como forma de se obter lodos com melhores características de desidratabilidade. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The present work focuses the thickening and dewatering of residues from the Brasilia Water Treatment Plant (WTP), an important operational unit of the water supply system in the Federal District, Brazil. Brasília WTP is enlarging and undergoing improvements, and previous studies have indicated that the treatment of the residues which includes centrifuge dewatering, will present inferior results to those indicated in the project, in terms of cake solid content. As a consequence, Brasília WTP will have greater operational costs for dewatering of the produced residues and the transport of the generated cake, beyond the eventual environmental problems associated with the alternative final disposal. Two hypotheses were raised to explain the low dewaterability observed in the centrifugal dewatering, and are objectives of evaluation in this work. The first one is the presence of algae in raw water, which gives the sludge organic characteristics. The second hypothesis is related to the possibility of sludge retaining part of the micro-bubbles in its structure, hampering the dewatering phase and resulting in a cake with a low solids content. The experimental methodology of the present work compared the centrifugal dewatering between flotation and sedimentation thickened sludge, using backwash water from Brasilia WTP, with another WTP plant (Descoberto WTP), supplied by reservoir with different raw water characteristics. Thickening experiments were carried out in a pilot plant located at Brasilia WTP. Dewatering tests were carried in a bench scale, as much for centrifugation as for press filters. The results obtained in the present work showed that there was no important difference in the thickening process in sludge WTP, suggesting that the incorporation of micro-bubbles of air in the sludge is not the factor that determines the low efficiency of centrifuge dewatering. In relation to the influence of the raw water characteristics, it was verified that the raw water that supplies Brasilia WTP, with an organic character due to algal presence, also produced residues in the water treatment with organic characteristics, and these characteristics were determinative in the sludge dewatering, leading to a cake solids content in the order of 10%, very inferior to those obtained from the residues of Descoberto WTP, frequently above 30%. The preliminary evaluation using the freeze-thaw technique indicated that the low dewaterability of the residues of Brasilia WTP can be related to the water distribution in the internal structure of the floc, that is determined in the initial steps of raw water treatment, and further studies in the coagulation and flocculation as form of getting sludges with better dewaterability characteristics are recommended.

A crescente preocupação com o lançamento de nutrientes aos corpos d'água e seu impacto sobre a qualidade dos mananciais justifica o aprofundamento do estudo de técnicas de tratamenot de águas residuárias que promovam a remoção destes poluentes. Com a finalidade de estudar a remoção do nitrogênio, foram operados dois sistemas biológicos de tratamento de efluentes por lodos ativados em escala piloto. Esses sistemas apresentavam diferenças em relação a seu fluxo de operação, onde um deles trabalhava de forma intermitente (Reator Seqüencial em Batelada) enquanto o outro se caracterizava por apresentar um fluxo contínuo (Bardenpho). A pesquisa foi realizada no tratamento de esgoto doméstico e dividiu-se em duas etapas: na primeira, foi adotada uma idade de lodo de 10 dias como parâmetro operacional enquanto que, na segunda , adotou-se uma idade de lodo de 30 dias. O monitoramento dos processos foi realizado por meio de análises físico-químicas e também pela observação da microfauna presente no lodo, como um parâmetro adicional de controle dos sistemas. O RSB apresentou-se mais eficiente do que o sistema de fluxo contínuo ao longo das duas etapas da pesquisa Na primeira fase, o RSB apresentou remoções médias de 88, 86 e 59% para a DQO, nitrogênio total e ST, respectivamente, enquanto que, para o sistema em fluxo contínuo, essas remoções foram de 76, 56 e 50%, respectivamente. Na segunda etapa, o RSB apresentou uma remoção média de 88% para DQO, 88% para nitrogênio total e 50% para ST, enquanto que o sistema contínuo apresentou valores médios de 72,49 e 29%, respectivamente. Os sistemas de tratamento apresentaram boas condições de sedimentabilidade durante as duas etapas comprovadas através dos valores obtidos a partir do stestes do IVL e IVLA. Observou-se uma variação da composição da microfauna nos dois sistemas de fluxo contínuo e uma predominância de ciliados fixos no RSB. No RSB, a presença de ciliados fixos esteve associada a boas condiçôes de sedimentabilidade e de remoção de matéria orgânica enquanto que no sistema contínuo, esta associação deu-se com o gênero Euplotes sp. e com os metazóarios. Observaram-se relações entre a presença de amebas e a remoção de nitrogênio no RSB. A presença de ciliados rastejantes esteve associada à geração de um efluente com baixa concentração de SSV em ambos os sistemas de tratamento.

Este trabalho relata um estudo de sulfatação, em escala laboratorial, com objetivo de propor um tratamento para a recuperação seletiva de determinados metais presentes em lodos galvânicos (LG). Os metais de interesse são cobre, zinco e níquel e o agente promotor da sulfatação é a pirita, obtida de rejeitos de carvão mineral. A particularidade deste tratamento é o emprego simultâneo de dois resíduos perigosos como matériasprimas. Estes resíduos são gerados em grande quantidade em sítios de extração de carvão (rejeito piritoso) e empresas galvânicas (lodo galvânico). Os resíduos foram caracterizados por fluorescência de raios X (XRF), distribuição granulométrica e percentual de umidade. A caracterização química apresentou lodos com alta concentração de cobre, maior do que 14% (base seca). Na etapa de sulfatação, o lodo galvânico foi misturado com o rejeito piritoso e os parâmetros avaliados foram: razão lodo galvânico/rejeito piritoso, temperatura de sulfatação e tempo de patamar. Depois da sulfatação, o produto da reação foi lixiviado com água, em temperatura ambiente, por 15 min. Nesta etapa hidrometalúrgica, os parâmetros variáveis foram tempo de lixiviação e concentração de sólidos na polpa.As condições que melhor refletem o compromisso de recuperar os metais de interesse e a viabilidade econômica do processo foram alcançados com a razão 1:0,4 lodo galvânico/rejeito piritoso, 90 min de patamar e 550ºC de temperatura de sulfatação, para a etapa pirometalúrgica e 15 min de lixiviação e 14g.L-1 de sólidos em polpa como condições hidrometalúrgicas. Estas condições propiciaram a recuperação de 60% de zinco, 49% de níquel e 50% de cobre.

Neste trabalho, foi investigada a incorporação de lodo galvânico na formulação de massas cerâmicas para a produção de cerâmica vermelha. O lodo galvânico foi gerado em uma indústria do município de Santa Cruz do Sul – RS. Como agentes de sinterização, foram empregados dois tipos de vidro: o sodocálcico (VSC) e o borossilicato (VBS). Inicialmente, foram formuladas massas cerâmicas com argila, nas quais era adicionado lodo galvânico nas proporções de 0%, 2%, 5%, 10%, 15%, 20% e 30% em peso. As massas cerâmicas foram então conformadas por prensagem e queimadas a 850°C, 950°C, 1050°C e 1150°C, em forno elétrico tipo mufla, a uma taxa de aquecimento de 150°C/h e patamar de 2h. Em um segundo momento, foi investigada a adição de vidro (VSC ou VBS), em teores de 10%, 15% e 20% em peso. A massa cerâmica assim formulada foi então prensada e queimada nas temperaturas de 950°C, 1050°C e 1150ºC, com a mesma taxa de aquecimento e patamares anteriormente. Após, foram determinadas propriedades mecânicas (resistência mecânica à flexão) e propriedades físicas (absorção de água e retração linear). Complementarmente, foi avaliada a imobilização no corpo cerâmico de elementos perigosos presentes no lodo galvânico, por ensaios de lixiviação (ABNT NBR 10.005), solubilização (ABNT NBR 10.006) e emissões gasosas na queima. Os resultados indicaram que os materiais obtidos comportaram-se tipicamente como materiais cerâmicos tradicionais, isto é, um aumento da temperatura de queima concorre para uma diminuição da absorção de água e um aumento da retração linear. Os corpos cerâmicos formulados com argila e lodo galvânico apresentaram propriedades que lhes permitem ser utilizados para fabricação de telhas e blocos cerâmicos. A adição de lodo galvânico e vidro proporcionou um aumento de cerca de 44% na RM em relação aos corpos cerâmicos apenas com argila (AP), para a mesma temperatura de queima de 1050°C. A análise da estabilidade nos corpos cerâmicos investigados de espécies químicas que concorreriam para um risco de contaminação ambiental indicou que os corpos cerâmicos contendo VBS foram os que menores índices de lixiviação/solubilização em meio aquosos apresentaram, compatíveis aos preconizados pela NBR 10.004. / This work investigated the incorporation of galvanic sludge in the formulation of ceramic mass for the production of red ceramics. The galvanic sludge was generated in an industry in Santa Cruz do Sul - RS. Two types of glass were used as sintering agents, such as soda lime (VSC) and borosilicate (VBS). Initially, ceramic bodies were made with clay, in which galvanic sludge was added in proportions of 0%, 2%, 5%, 10%, 15%, 20% and 30% by weight. The samples were then shaped by pressing and sintering at 850°C, 950°C, 1050°C and 1150°C in an electric muffle furnace, at a heating rate of 150°C/h and held at these temperatures for 2h. Afterwards, the addition of glass (VBS or VSC) was investigated at levels of 10%, 15% and 20% by weight. Then, the samples were conformed and sintered at temperatures of 950°C, 1050°C and 1150°C, with the same parameters described above. Thereafter, mechanical properties (flexural strength) and physical properties (water absorption and linear shrinkage) were determined. In addition, we evaluated the immobilization of harmful elements present in the ceramic body by leaching (ABNT NBR 10005), solubilization (ABNT NBR 10006) and gaseous emission tests. The results indicated that these ceramic bodies behaved typically as traditional ceramic materials, i.e., an increase of firing temperature contributes to a decrease in absorption of water and an increase in linear shrinkage. The samples formulated with clay and galvanic sludge have properties that allow them to be used for production of ceramic bricks and tiles. With the addition of galvanic sludge and glass, there was an increase in flexural strength of about 44% compared to ceramic bodies with clay, for the same temperature of 1050°C. No significant variation of flexural strength was noticed with the increase of the glass content. The stability analysis performed in ceramic samples, which investigated chemical species that cause an environmental risk, indicated that the ceramic bodies containing VBS reported the lowest levels of leaching/solubilization in aqueous environment, thus being compatible with those recommended by the NBR 10004.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-05-30T13:10:23Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2018178 bytes, checksum: f542263170df07213000e3e4bebf72ed (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-30T13:10:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2018178 bytes, checksum: f542263170df07213000e3e4bebf72ed (MD5) Previous issue date: 2017-03-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O processo de fabricação da polpa celulósica kraft demanda elevada quantidade de água e energia. Embora a indústria gere parte de sua própria energia pela queima do licor negro na caldeira de recuperação e biomassa residual na caldeira de biomassa, a indústria ainda é dependente de energia elétrica e combustíveis fósseis adicionais. Devido ao aumento da tarifa de energia, a indústria de celulose tem sido motivada a aumentar sua eficiência energética, tornando-se autossuficiente. A produção de biogás a partir do lodo gerado na estação de tratamento de efluentes da indústria constitui uma potencial alternativa de gerenciamento dos resíduos e produção de energia. O objetivo principal desta dissertação foi avaliar o potencial da produção de biogás a partir dos lodos primário e secundário provenientes da indústria de celulose kraft branqueada. A dissertação foi estruturada em 5 Capítulos desenvolvidos em forma de artigos científicos. O Capítulo 1 apresentou uma revisão de literatura sobre os processos de produção de celulose kraft e de biogás, bem como um panorama sobre legislações brasileiras relacionadas à implantação de biodigestores. Foi concluído que há pouco estudo relativo à digestão anaeróbia de lodo de celulose kraft. Adicionalmente, apesar de o Brasil apresentar um grande potencial de produção de biogás, o país ainda carece de incentivos governamentais no setor. O Capítulo 2 objetivou (i) identificar a melhor relação substrato/inóculo (2/1, 1/1 e 0.4 g VS substrato /g VS inóculo ); (ii) identificar o melhor tipo de inóculo (lodo de UASB ou lodo de UASB + estrume); e (iii) estimar o potencial de substituição da energia elétrica demandada pelo sistema de aeração da estação de tratamento de efluentes da indústria de celulose kraft branqueada a partir do biogás produzido. Para tanto, foram utilizados como substratos o lodo primário (PS), lodo secundário (SS) e a mistura de ambos (MIX). Os resultados mostraram que o lodo secundário possuiu maior potencial de produção de biogás para uma relação 1/1 g VS substrato /g VS inóculo , utilizando lodo de UASB como inóculo. O estrume aumentou a produção de metano do lodo primário para relação S/I 1/1, porém pré-tratamentos devem ser testados de modo a aumentar a biodegradabilidade do substrato. Por fim, o biogás produzido apresentou potencial de substituir 23% daxi demanda de energia elétrica da estação de tratamento de efluentes. O Capítulo 3 objetivou (i) estimar o potencial de produção de biogás em condições termofílicas a partir do PS, SS e MIX; (ii) calibrar o modelo de digestão anaeróbia desenvolvido por Rajendran et al. (2014); e (iii) determinar a melhor composição do lodo e a influência de adição de nitrogênio no sistema de digestão anaeróbia a partir de simulações numéricas. Foi identificado que (i) a máxima produção de metano foi atingida pelo lodo secundário em 30 dias (46.9 NmL CH4/g VS); (ii) o modelo de digestão anaeróbia foi aplicável para lodo de celulose kraft após ajustes; (iii) a melhor composição de lodo foi de 21.62% de carboidratos, 61,67% de lipídeos e 16.72% de proteínas. A adição de nitrogênio aumentou a produção de metano para o PS e o MIX, mas reduziu para o SS. Os Capítulos 4 e 5 foram desenvolvidos por estudantes intercambistas como parte do programa Living Lab Biobased Brazil. Os objetivos do Capítulo 4 foram ajustar o modelo de Rajendran et al. (2014) para a condição mesofílica e simular o uso do biogás em forma de eletricidade e calor. A partir da simulação foi possível produzir 88 GJ/d de calor e 148 kW de potência elétrica. Além disso, a partir do ajuste do modelo de Rajendran et al. (2014) para a condição mesofílica, foram propostas melhorias para o modelo. Por fim, o Capítulo 5 objetivou apresentar potenciais alternativas para o gerenciamento do lodo de celulose kraft pós-digestão anaeróbia, utilizando a ferramenta de Análise de Multi-Critério simplificada. A partir das alternativas avaliadas (aterro sanitário, aplicação no solo, compostagem, incineração, pirólise/gaseificação e produção de algas), a compostagem se apresentou como a melhor opção. / The kraft pulping process is energy intensive. Although the mill generates part of its own energy by burning the black liquor in the recovery boiler and wooden biomass in the biomass boiler, it still relies on additional electricity and fossil fuel sources. Due to an energy price increase, the pulp industry has been driven to optimize its energy efficiency and self-sufficiency. One attractive industrial opportunity is to produce biogas from sludge using the anaerobic digestion technology. Thus, the main objective of this dissertation was to evaluate the potential of biogas production from bleached kraft pulp mill primary and secondary sludges. The dissertation was structured in 5 Chapters written as scientific papers. Chapter 1 presented a literature review about kraft pulp mills, biogas production, and legislations related to the implantation of biodigesters. It was concluded that there are still very few studies related to the anaerobic digestion of kraft pulp mill sludges. Additionally, although Brazil has great potential for biogas production, the country still faces barriers related to political incentives. Chapter 2 aimed at (i) identifying the best substrate to inoculum ratio (2/1, 1/1, and 0.4 g VS substrate /g VS inoculum ); (ii) identifying the best inoculum type (UASB sludge and UASB sludge + cow dung); and (iii) estimating the potential of substituting the electricity demand of the mill’s effluent treatment plant (ETP) aeration system. The substrates used consisted of primary (PS) and secondary (SS) sludges, and the mixture (MIX) between PS and SS. The results showed that the SS presented the highest methane production, with an optimal ratio of 1 g VS substrate /g VS inoculum using UASB sludge as inoculum. Cow dung increased the methane production of the PS for S/I = 1/1, but pre-treatment of PS should be tested to increase the substrate biodegradability. Finally, the methane yield led to a potential substitution of 23% of the ETP electricity demand. Chapter 3 aimed to (i) estimate potential biogas production under thermophilic conditions for the same substrates; (ii) calibrate the anaerobic digestion model developed by Rajendran et al. (2014); and (iii) simulate the best sludge composition and the influence of nitrogen addition on anaerobic digestion system. It was found that the (i) the maximum methane yield was achieved with theix secondary sludge at 30 days (46.9 NmL CH4/g VS); (ii) the applied anaerobic digestion model was applicable for the kraft pulp mill sludge after minor adjustments; (iii) optimal sludge composition was found to be 21.62% carbohydrates, 61.67% lipids and 16.72% proteins. The addition of nitrogen increased the methane yield for PS and MIX, but decreased it for SS. Chapters 4 and 5 were the result of work developed by bachelor exchange students as part of the Living Lab Biobased Brazil Program. Chapter 4 aimed to adjust the Rajendran et al. (2014) model for mesophilic conditions and simulate biogas use in the form of electricity and heat. From the simulation, a potential heat production of 88 GJ/d and electric power of 148 kW was found. From Chapter 4, possibilities for improving the Rajendran et al. (2014) model were proposed. Finally, Chapter 5 aimed at giving an insight into the possible alternatives for managing the anaerobically digested kraft pulp mill sludge using a simplified Multi- Criteria Decision Analysis tool. From the analyzed alternatives (landfill, land application, composting, incineration, pyrolysis/gasification and algae production), composting appeared to be the most suitable alternative.

Submitted by Marcio Lanza (lanzamarcio@gmail.com) on 2018-11-13T03:55:52Z No. of bitstreams: 1 tese marcio lanza completa.pdf: 1934600 bytes, checksum: e0428e65809a59e359c3c81fdd796e38 (MD5) / Approved for entry into archive by Maria Lucia Martins Frederico null (mlucia@fca.unesp.br) on 2018-11-13T11:32:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 lanza_mh_dr_botfca.pdf: 1681449 bytes, checksum: ad1cb95f02468ea9ae938f27d721c119 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-13T11:32:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 lanza_mh_dr_botfca.pdf: 1681449 bytes, checksum: ad1cb95f02468ea9ae938f27d721c119 (MD5) Previous issue date: 2018-08-31 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / A citricultura brasileira já conseguiu uma boa eficiência em sua cadeia produtiva, desde mudas e viveiros certificados, plantio e cultivo da laranja, produção do suco de laranja até a distribuição internacional. Embora a maioria dos citros sejam relatados como plantas capazes de suportar longos períodos secos quando adultos, um apropriado manejo da água é necessário para se obter produções comercialmente aceitáveis e de alta qualidade de frutos. Com a irrigação localizada é possível de maneira eficiente realizar a aplicação de água e nutrientes, de maneira a fracionar de acordo com a fase fenológica e demanda da cultura. O reaproveitamento da água é uma alternativa utilizada em diversos países para economizar água potável e incrementar ou substituir parcialmente a fertirrigação, pois na água de reuso estão presente macro e micronutrientes essenciais para planta. Juntamente com a água de reuso, outros excedentes de impurezas são reaproveitados para a agricultura, como o lodo de esgoto compostado, o qual evita que seja indevidamente despejado no meio ambiente e assim, aproveitado como fonte de adubação para cultura da laranja. Objetivou-se com este trabalho avaliar se os efeitos nutricionais, no solo e nas plantas, provenientes da adubação com resíduos orgânicos (lodo de esgoto compostado e água residuária), viabilizam a substituição da fonte de nutrientes utilizada. O trabalho foi realizado em BotucatuSP, na área experimental do Departamento de Solos e Recursos Ambientais, da Faculdade de Ciências Agronômicas – UNESP/Botucatu. Conclui-se que o uso de lodo de esgoto compostado na substituição da adubação química pode suprir a necessidade nutricional da cultura e a irrigação com água residuária suplementa essa nutrição, promovendo reciclagem dos resíduos e reduzindo custos. / 141339/2014-4.

PAULA, E. S. Avaliação do desaguamento de resíduos de esgotamento de caminhão limpa-fossas através de técnica de deságue em geotêxtil e aplicação de polímeros. 2012. 48 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Saneamento Ambiental) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2014-03-13T18:07:03Z No. of bitstreams: 1 2012_dis_espaula.pdf: 615488 bytes, checksum: 010c358937312a3373bb543f09ee923e (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2014-03-13T18:07:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_dis_espaula.pdf: 615488 bytes, checksum: 010c358937312a3373bb543f09ee923e (MD5) / Made available in DSpace on 2014-03-13T18:07:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_dis_espaula.pdf: 615488 bytes, checksum: 010c358937312a3373bb543f09ee923e (MD5) Previous issue date: 2012-10-01 / The sludge from the septic tank must be removed periodically. This material has been consolidated and free fatty material is the product of anaerobic digestion transformed into simpler compounds. Are usually removed by truck clean sump and disposed in sewage treatment plants, where these exist. The sludge, despite being extremely rich in solids, has a considerable content of water which can be removed by techniques outflow. In general, it is used for dewatering to increase the solids content of the slurry reducing its volume. This material is stabilized after, for example, by composting can be applied to agricultural land as a fertilizer after treatment and assessment by testing for characterization and toxicity. Thus, the septic tank sludge disposal can have a more environmentally noble even decreases the amount of solid material in sewage treatment plants and increases the life of the ponds due to lower frequency of dredging. The purpose of this study is to develop a sludge outflow through the geotextile to evaluate the application of organic polymers and polyacrylamides through jar test and turbidity tests in order to establish the type of polymer and their concentrations which have improved efficiency reducing the solids content. The function of the polymer is to promote the aggregation of solid particles and flocculation destabilization by chemical or physical forces acting on the particles in the colloidal and suspended particulate material immersed in a liquid medium. For evaluation of geotextile tests were performed cone and bag drop. In jar tests it was found that the polymers studied have optimum turbidity removal rates (82.0% - 99.8%) applications with varying concentrations of polymer from 14 to 275mg / L. In tests of the cone removals ranged from 46.3% - 56.0%. Finally assays bag suspended removals ranged from 98.0% - 99.0%. These concentrations may change according to the characteristics of the sludge sampled. / O lodo da fossa séptica deve ser removido periodicamente. Esse material sedimentado e já isento de material graxo é produto de digestões anaeróbias transformados em compostos mais simples. Geralmente são removidos por caminhão limpa fossa e dispostos nas estações de tratamento de esgoto, quando estas existem. O lodo, apesar de ser extremamente rico em sólidos, possui teor de água considerável que pode ser removido por técnicas de deságüe. De um modo geral, o desaguamento é utilizado para aumentar o teor de sólidos do lodo reduzindo seu volume. Esse material depois de estabilizado, por exemplo, através da compostagem, poderá ser aplicado no solo como adubo agrícola após tratamento e avaliação por meio de ensaios de caracterização e toxicidade. Dessa forma, o lodo de fossa séptica pode ter uma destinação ambientalmente mais nobre, inclusive, diminui a quantidade de material sólido nas estações de tratamento de esgoto e aumenta a vida útil das lagoas devido a menor freqüência de dragagem. A proposta do trabalho é desenvolver uma metodologia de deságüe do lodo através de geotêxtil para avaliar a aplicação de polímeros orgânicos e poliacrilamidas por meio de teste de jarro e ensaios de turbidez com a finalidade de estabelecer o tipo do polímero e suas concentrações que apresentem melhor eficiência na redução do teor de sólidos. A função do polímero é favorecer a agregação das partículas de sólidos e formação de flocos através da desestabilização das forças químicas ou físicas atuantes nas partículas coloidais e no material particulado em suspensão imerso em meio líquido. Para avaliação do geotêxtil foram realizados ensaios de cone e saco suspenso. Nos testes de jarro foi verificado que os polímeros estudados apresentaram ótimos índices de remoção de turbidez (82,0% - 99,8%) com aplicações variando as concentrações de polímero de 14 a 275mg/L. Nos ensaios de cone as remoções variaram de 46,3% - 56,0%. Finalmente nos ensaios de saco suspenso as remoções variaram de 98,0% - 99,0%. Estas concentrações podem sofrer alterações de acordo com as características do lodo amostrado.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2014 / Made available in DSpace on 2015-03-18T21:00:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 332221.pdf: 1518760 bytes, checksum: 700b57971cfddf3549065b052186e3ad (MD5) Previous issue date: 2014 / A produção de lodo em excesso em sistemas de tratamento de efluentes tem se tornado um desafio crescente, onde os passivos ambientais e o elevado custo operacional, aliados às regulamentações ambientais mais rigorosas, tornarão as atuais alternativas convencionais de tratamento e disposição final de lodo, inviáveis em um futuro próximo. Diante disso, o desenvolvimento de estratégias operacionais que possibilitem reduzir a produção biológica de lodo, sem afetar o processo de tratamento, tem sido amplamente incentivado. Assim sendo, o presente trabalho teve como finalidade avaliar a aplicação de ácido fólico (AF) como alternativa de minimização da produção de lodo em um sistema piloto de lodos ativados de aeração prolongada, bem como, analisar as interferências sobre o processo de tratamento. Para isso, a avaliação do sistema experimental foi dividida em duas fases, Fase A, a qual foi utilizada como fase controle e Fase B, correspondendo à etapa de aplicação de ácido fólico. A Fase B foi ainda, subdividida em outras duas fases realizadas sob diferentes condições: uma onde o sistema foi operado de forma contínua (Fase B-teste 1) e a outra após uma nova partida do sistema (Fase B-teste 2). Nestas duas fases teste, ácido fólico foi aplicado continuamente dentro do tanque de aeração, resultando em uma concentração de mistura de 0,3 mg.LÂ ¹. Comparativamente à Fase A, os resultados mostraram uma redução significativa na redução da produção de lodo de 52% na Fase B-teste 1 e 38% na Fase B-teste 2. Quanto às eficiências de tratamento, a Fase B-teste 2 apresentou o maior percentual em termos de remoção de nitrogênio amoniacal (97%), enquanto a Fase A obteve uma eficiência média de 89% e a Fase B-teste 1,73%. Além disso, a aplicação de ácido fólico promoveu um aumento na remoção de fósforo total, apresentando a Fase B-teste 1 e Fase B-teste 2, 28% e 36% de eficiência média. Em relação à remoção de matéria orgânica, medida na forma de DQO e SST, não foram observadas maiores eficiências na remoção destes parâmetros após a aplicação de ácido fólico. A eficiência média de remoção de DQO na Fase A foi de 90%, enquanto nas Fases B-teste 1 e teste 2 foi de 87% e 90%, respectivamente. Já em relação à remoção de SST, a Fase A apresentou 86% de eficiência, a Fase B-teste 1 80% e a Fase B-teste 2 88%. No entanto, foi verificada uma alta estabilidade operacional quando as variações de carga de DQO e SST afluentes foram elevadas. Os resultados das análises microscópicas realizadas com as amostras do tanque de aeração revelaram semelhanças qualitativas entre as espécies encontradas nas fases de operação. Quanto à avaliação de toxicidade aguda do sistema, as amostras do efluente final não apresentaram toxidade sobre o organismo teste. De maneira geral, pôde-se dizer que o uso de ácido fólico mostrou-se como uma alternativa promissora, atendendo aos objetivos propostos com capacidade de reduzir a produção de lodo, bem como de até melhorar a qualidade do efluente final. / Abstract: The large amount of excess sludge generated in wastewater treatment plants (WWTP) is one of the most critical challenges in the field of sewage treatment. Concerns about the environmental health and the operating costs associated with the more stringent effluent regulations, may contribute to make the current conventional alternatives for sludge treatment and disposal limited or unviable in the near future. Thus, various approaches that maintain the effluent quality have been developed to reduce the production of excess sludge in the WWTP. This study aimed to evaluate the use of folic acid as an excess sludge reduction alternative in an extended activated sludge system and investigate the interference of its use in the wastewater treatment performance. Two distinct operational phases were monitored: an extended activated sludge phase used as a control (phase A); and an extended activated sludge with folic acid addition (phase B). Furthermore, phase B was divided into two tests carried under different conditions: test 1 - folic acid addiction in a steady state system; test 2 - folic acid addition thereupon the system start-up. Folic acid was continuous added in a concentration of 0,3 mg.LÂ ¹ directly into the aeration basin. Comparing to phase A (control), the results on phase B showed a significant reduction of the sludge production with 52% for test 1 and 38% for test 2. Test 2 of phase B had the highest efficiency in terms of ammonium removal (97%), followed by phase A with 89% and the test 1 of phase B with 73%. In addition, the application of folic acid (phase B) induced the total phosphorus removal presenting 28% and 36% mean efficiencies for test 1 and test 2, respectively. None greater differences of COD and TSS removal efficiencies were observed after folic acid addiction. In the phase A, the average COD removal was 90%, while test 1 and test 2 was 87% and 90%, respectively. Regarding the removal TSS, phase A showed 86% efficiency, test 1 of phase B 80% and test 2 of phase B 88%. However, it could be verified a high operating stability with a high COD and TSS load rate changes. The microscopic analysis performed with the aeration tank samples showed qualitative similarities between the species found in both operational phases. The effluent of the system for both phases showed no toxicity. In general, it could be affirmed that the folic acid addition in the extended activated sludge system has proved to be a promising alternative for reducing excess sludge production, as well as might improve the effluent quality.