Muitos estudos têm sido realizados com intuito de desenvolver tecnologias capazes de minimizar o volume e a toxicidade dos efluentes industriais. Uma alarmante fonte de contaminação de efluentes aquosos são os pesticidas encontrados na forma de efluentes e resíduos industriais, agrícolas e domésticos, na aplicação direta para controle de pragas, na lavagem de produtos após a colheita e de maquinário na agroindústria e a lixiviação a partir de resíduos. O presente trabalho tem como objetivo avaliar a degradação do herbicida amicarbazona em solução aquosa, por oxidação por ozônio sob irradiação UV, em um reator fotoquímico tubular com escoamento anular, constituído por um tubo externo em vidro borossilicato Pyrex® (volume irradiado de 3,9 L), no interior do qual se adaptou uma lâmpada tubular germicida concêntrica (Philips, emissão em 253,7 nm). O reator é posicionado verticalmente e o líquido escoa pela região anular entre a lâmpada e a parede interna do tubo externo com fluxo descendente em contracorrente com o fluxo de gás. O reator é acoplado a um gerador de ozônio, sendo a mistura O2+O3 admitida ao reator por meio de um difusor de gases. A concentração de ozônio na fase gasosa foi monitorada por meio de espectrofotometria UV em 254 nm usando uma célula de fluxo em um equipamento Shimadzu MultiSpec-1501. Os efeitos da concentração de alimentação de O3 concentração inicial de amicarbazona, pH (4 e 10) e potência elétrica da lâmpada (36 ou 75 W) foram estudados a partir de um projeto experimental Doehlert modificado. Os resultados indicaram degradação de amicarbazona superiores a 99% em até 20 minutos de tratamento. A análise estatística dos resultados em termos de meia vida e da taxa inicial de degradação confirmou que sendo baixa ou alta a concentração de ozônio a degradação de amicarbazona é efetiva, porém para alcançar a mineralização dos subprodutos é necessário maior consumo de ozônio. O efeito do aumento do pH sobre a remoção de amicarbazona mostrou-se mais importante para níveis baixos de [O3] sendo nítido o efeito do aumento do pH no sentido de promover a mineralização. / Many studies have been carried out that aim the development of new technologies able to reduce the volume and toxicity of industrial wastewaters. Pesticides are an important class of wastewater contaminants. They are found in domestic, industrial and agricultural effluents as a result of direct application to control pests, rinse water from spray equipment and pesticide containers, spills due to improper handling and disposal, agricultural runoff, etc. The main purpose of this work was to study the degradation of the herbicide amicarbazone in aqueous solution by ozonation under UV radiation, in a Pyrex® tubular photochemical reactor with annular flow and irradiated volume of 3.9 L, equipped with a tubular, concentric UV lamp (Philips, emission at 253.7 nm). The reactor is mounted vertically, and the liquid flows downwards through the gap between the lamp and the inner wall of the reactor tube in countercurrent gas-liquid flow arrangement. The reactor is coupled to an ozone generator and the mixture O2+O3 is inflowed through a porous gas diffuser. Ozone concentration in the gas phase was measured at 254 nm with a Shimadzu MultiSpec-1501 spectrophotometer equipped with a quartz low cell. The effects of inlet ozone concentration, amicarbazone initial concentration, pH (4 and 10) and lamp electric power (36 or 75 W) were studied by means of a modified Doehlert experimental design. The results indicated that more than 99% of amicarbazone was degraded in 20 minutes. The statistical analysis of amicarbazone half-lives and initial degradation rates confirmed that amicarbazone degradation is effective at high or low ozone concentration, whereas higher ozone inputs are needed to achieve the mineralization of the herbicide degradation products. The effect of increasing pH on amicarbazone removal showed to be more important at low [O3] levels. Accordingly, pesticide mineralization was higher at the high pH level.

Submitted by Neusa Fagundes (neusa.fagundes@unioeste.br) on 2018-06-18T14:07:05Z No. of bitstreams: 2 Joemar_Rego2017.pdf: 1611397 bytes, checksum: 93793aba5f8951c59d8d5fc284174031 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-18T14:07:05Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Joemar_Rego2017.pdf: 1611397 bytes, checksum: 93793aba5f8951c59d8d5fc284174031 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-07-14 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In Brazil, soybeans are considered one of the main agricultural products, however, with the expansion of agriculture, new phytosanitary diseases have emerged. Thus, inadequate storage can lead to the growth of insects and microorganisms as well as promote product deterioration. Currently, ozone gas is among the products being studied for the disinfection of fungi, which is formed by three molecules of oxygen (O3) and its final product is oxygen. In addition, O3 is considered safe by the food industry. Thus, the objectives of this study were to evaluate both the effects of ozone gas during drying in terms of physiological and physical-chemical quality, as well as the efficiency of fungal decontamination and to determine the modeling of drying curves for soybean seeds. For this study, seeds of cultivar NK 7059 (V-máx RR), produced in the Medianeira-PR region, from the 2016 crop with 20.18% B.U. A factorial design 22 with center point was used, with times (5, 10 and 15 minutes) and temperature (30, 40 and 50 ° C). The mathematical model that presented the best fit to the experimental data was Midilli. The coefficients a, b and k were considered to be dependent on the drying air temperature while the coefficient n was dependent on the time factors of ozone application and drying air temperature. Ozone gas demonstrated efficiency in fungal decontamination through microbiological effects and the temperature of 50 °C showed the best results. The time of five minutes of ozone application and the air temperature of 30 °C for drying showed a higher number of germinated seeds. / No Brasil, a soja é considerada um dos principais produtos agrícolas, todavia, com a expansão da agricultura, surgiram novas doenças fitossanitárias. Assim, um armazenamento inadequado pode provocar o crescimento de insetos e microrganismos bem como promover a deterioração do produto. Atualmente, o gás ozônio está entre os produtos em estudo para a desinfecção de fungos, o qual é formado por três moléculas de oxigênio (O3) e seu produto final é o oxigênio. Além disso, o O3 é considerado seguro pela indústria alimentícia. Assim, os objetivos deste estudo foram avaliar tanto os efeitos do gás ozônio durante a secagem no que tange à qualidade fisiológica e físico-química, como a eficiência na descontaminação fúngica e determinar a modelagem das curvas de secagem para as sementes de soja. Para este estudo, foram usadas as sementes da cultivar NK 7059 (V-máx RR), produzidas na região de Medianeira – PR, da safra de 2016 com 20,18% B.U. Foi usado um planejamento fatorial 22 com ponto central, com tempos (5,10 e 15 minutos) e temperatura (30, 40 e 50 °C). O modelo matemático que apresentou o melhor ajuste aos dados experimentais foi a Midilli. Os coeficientes a, b e k foram considerados como dependentes da temperatura do ar de secagem enquanto o coeficiente n foi dependente dos fatores tempo de aplicação do ozônio e temperatura do ar de secagem. O gás ozônio demonstrou eficiência na descontaminação fúngica através dos efeitos microbiológicos e a temperatura de 50 °C apresentou os melhores resultados. O tempo de cinco minutos de aplicação do ozônio e a temperatura do ar de 30 °C para a secagem apresentaram maior número de sementes germinadas.

Neste trabalho foram estudados, através de simulações numéricas e medidas de concentração de poluentes próximo à superfície, algumas situações meteorológicas que determinaram episódios de destaque com relação ao poluente ozônio que ocorreram na Região Metropolitana de São Paulo (RMSP) entre 1999 e 2006. Primeiramente, foram avaliados dois modelos fotoquímicos, CIT e SPM-BRAMS, quanto à formação de ozônio e a correta representação dos processos de dispersão de poluentes na região. Após a avaliação dos modelos, foram determinadas características do escoamento atmosférico durante a ocorrência de episódios críticos do ponto de vista da qualidade do ar. Os resultados obtidos mostraram que a variabilidade nas concentrações do ozônio pode ser bem representada pelos modelos utilizados. Em geral, as concentrações simuladas com o SPM-BRAMS concordam bem com as observações em termos da fase do ciclo diurno, sendo os valores das concentrações um pouco subestimados com relação aos máximos observados. O modelo CIT, por sua vez, apresentou concentrações mais altas, principalmente nos horários de máximo, tendo também representado adequadamente o ciclo diurno. Nas simulações, com ambos os modelos, foi constatado que nos pontos referentes às estações de monitoramento localizadas na porção sudeste da RMSP, foram obtidos os piores resultados em termos de parâmetros estatísticos comumente utilizados na avaliação de resultados modelados. Com o SPM-BRAMS foram também realizadas simulações abrangendo o mês de janeiro de 2006, através das quais foram estudadas as condições atmosféricas em grande e mesoescala e o comportamento das concentrações de ozônio associadas. Durante este mês houve períodos de intensa atividade convectiva, relacionados a episódios de ZCAS, bem como períodos mais secos em que a atmosfera apresentava-se mais estável. Observou-se que durante episódios de chuva intensa há uma superestimativa das concentrações pelo modelo; no entanto, os resultados são bem próximos às observações em situações de céu claro e com ventos menos intensos. Os picos secundários noturnos na concentração de ozônio, observados com certa freqüência nos dados medidos, nem sempre foram bem representados pelo modelo, embora os picos máximos diurnos fossem bem representados. Os dias em que os picos noturnos foram simulados adequadamente pelo SPM-BRAMS foram caracterizados por alta pressão desde a superfície até níveis médios, com maior subsidência e estabilidade na atmosfera, favorecendo o transporte de ozônio a partir de níveis mais altos da atmosfera para a superfície. Os picos noturnos com concentrações acima de 20 ppbv foram os mais bem representados. / Throughout numerical simulations and near to surface measurements of pollutants concentrations, in this work some meteorological situations of relevance for high ozone concentrations episodes over the Metropolitan Area of Sao Paulo (MASP) were studied., between 1999 and 2006. Firstly, two photochemical models, CIT and SPM-BRAMS, were evaluated in the sense of the correct representation of ozone formation and the pollutant dispersion processes over the region. After the models evaluation, some characteristics of the atmospheric flow were determined during the occurrence of critical events from the air quality point of view. The results showed that the ozone concentrations variability was relatively well represented by the used models. In general, the concentrations simulated by the SPMBRAMS agree well with observations, in terms of the diurnal cycle phase, but the concentrations values were slightly underestimated compared to the observed maximum. The CIT model showed higher concentrations, especially during diurnal maximum peaks. The diurnal cycle was also adequately represented by this model. In simulations with both models, it was found that in the monitoring stations located in the southeastern portion of the MASP, the worst results were obtained in terms of statistical parameters commonly used in the evaluation of models results. The SPM-BRAMS was also used for simulations throughout the whole month of January 2006. With these simulations the atmospheric conditions in large and meso scales and the associated ozone concentrations behavior were studied. During this month periods of intense convective activity occurred, associated with SACZ episodes. Dry periods in which the atmosphere was more stable, were also observed during this month. It was observed that during episodes of intense precipitation, there is a tendency of concentration overestimation by the model; however, the results are very close to the observations in situations of clear sky and with milder winds. The nocturnal secondary peaks in the ozone concentration observed with some frequency in the measured data, were not always well represented by the model, while the maximum day time peak were well represented. The days when the nocturne peaks were properly simulated by SPM-BRAMS, were characterized by high pressure from the surface to mid-level, with more atmospheric subsidence and stability, promoting the transport of ozone from higher levels of the atmosphere to the surface. The nocturnal peaks with concentration above 20 ppbv were most well represented.

Esta tese de doutorado teve como objetivo avaliar o impacto na qualidade do ar da Região Metropolitana de São Paulo (RMSP) de mudanças do clima a partir de cenários de mudança global oriundos do IPCC (International Panel for Climate Change) e das mudanças nas fontes urbanas da RMSP, decorrentes da implantação de políticas de controle de emissões veiculares. A qualidade do ar foi estimada por meio do modelo WRF/Chem (Weather Research and Forecasting with Chemistry). Os cenários do IPCC que foram utilizados representam situações futuras, levando-se em conta o aquecimento global dentro de suas perspectivas otimista (SRES B1) e pessimista (SRES B2). Para a representação desses dois cenários foram utilizadas as saídas do modelo climático global CCSM3 (Community Climate System Model), as quais serviram como condições iniciais e de contorno para o modelo utilizado no trabalho. A avaliação da qualidade do ar foi realizada com base na análise da concentração de ozônio na RMSP, para os anos de 2020 e 2050. Também, foram considerados os eventuais impactos na qualidade do ar considerando-se mudanças nas fontes de emissão veicular. Dessa forma foram estudados cenários com mudanças climáticas ou com variação nas emissões veiculares para os anos de 2020 e 2050 e com ambas para o ano de 2050. Os resultados foram avaliados através de métodos estatísticos em comparação com o caso base, que representa o comportamento do ozônio no período de estudo compreendido entre os dias 08 e 16 do mês de novembro de 2011. As análises estatísticas dos resultados das simulações em comparação com os dados medidos mostraram que o modelo representou de forma satisfatória as condições ambientais observadas no período de estudo. Resultados das simulações de eventos futuros considerando os casos onde foram modificadas as condições meteorológicas para os anos de 2020 e 2050 e mantidas as emissões de 2011 mostraram pouca diferença das concentrações de ozônio sobre a RMSP. Por outro lado, resultados das simulações obtidos da alteração das emissões para os anos futuros, tendo como base as condições meteorológicas de 2011 apresentaram grande variação das concentrações de ozônio sobre a mesma área. Por fim, resultados obtidos a partir de simulações com alterações das condições meteorológicas e das emissões para o ano de 2050 para os dois cenários do IPCC mostraram as maiores diferenças entre os cenários simulados e ambos concordam na ocorrência de aumento de concentrações de ozônio no futuro. Pode-se explicar essa tendência de aumento a partir de duas hipóteses: o aumento da temperatura, favorecendo a ocorrência dos processos fotoquímicos e o maior controle das emissões por veículos pesados, levando a uma razão de Compostos Orgânicos Voláteis por Óxidos de Nitrogênio mais favorável para a formação do ozônio. / This PhD dissertation aims to assess the impact of climate change on regional air quality from global change scenarios estimated by IPCC and control vehicle emissions changes over the Metropolitan Area of São Paulo (MASP). The air quality was estimated by WRF/Chem model. For this purpose, the scenarios proposed by IPCC that represent future situations were used, taking into account global warming in an optimist (SRES B1) and pessimist (SRES A2) perspective. The output files from the global climate model CCSM3 (Community Climate System Model) based in these scenarios were used as initial and boundary conditions for the model used in this work and, based on a defined set of cases, possible impacts on ozone concentrations were evaluated over the MASP for 2020 and 2050. Also, possible impacts on air quality were considered based on changes in the emission sources. In this way, the following cases were studied: 1) the actual emission for the two meteorological scenarios during 2020 and 2050; 2) same meteorological condition of 2011 for scenarios of urban emission with public politics of emission control for 2020 and 2050, and; 3) a scenario with 2050´s emissions and IPCC meteorological conditions. Results were evaluated through statistical methods based on a control case, which represents the ozone concentrations during the period between November 08th and 16th of 2011. Results obtained with the control case simulation showed that the model represented satisfactorily environmental conditions observed during the study period. Simulation results of future events considering cases where weather conditions were modified for 2020 and 2050 and keeping the emissions of 2011 showed little difference in the ozone concentrations over the MASP. On the other hand, simulation results obtained from the change in emissions for future years, based on weather conditions of 2011, showed a large variation of ozone concentrations over the same area. Finally, results from simulations with changes in weather and emissions for 2050, considering the two IPCC scenarios, showed major differences between the simulated scenarios and both of them show similar results in the sense that high ozone concentrations are estimated for the future. This trend of increased concentrations can be explained by two assumptions: higher temperature, causing the occurrence of photochemical processes, and the implementation of control emissions by heavy vehicles, leading to a ratio of Volatile Organic Compounds by Oxides of Nitrogen more favorable to the formation of ozone.

A Região Metropolitana de São Paulo (RMSP) enfrenta sérios problemas relacionados à degradação da qualidade do ar devido às emissões de sua intensa frota veicular, apresentando constantes ultrapassagens dos Padrões de Qualidade do Ar de poluentes como o ozônio (PQAr ~80ppbv). O Ozônio é formado na atmosfera em condições complexas em presença de intensa radiação solar, altas temperaturas, baixa umidade relativa, ventos fracos e altas concentrações dos precursores, óxidos de nitrogênio (NOx = NO + NO2) e compostos orgânicos voláteis (COVs). Assim, o problema da poluição do ar em centros urbanos precisa ser tratado com metodologias mais modernas para que possam ser estabelecidos novos critérios para redução de seus precursores e o conhecimento das condições mais adequadas (relação entre os COVs e os NOx, além da especiação destes COVs) para a redução do ozônio troposférico. Neste contexto, modelos fotoquímicos de qualidade do ar têm sido usados para auxiliar na tomada de decisões ambientais estratégicas. O módulo químico SAPRC Statewide Air Pollution Research Center é um mecanismo detalhado para simular reações entre COVs e NOX, desenvolvido para ser aplicado para atmosferas urbanas e regionais dos Estados Unidos. Porém, devido características específicas do combustível (aproximadamente 30% da frota usa etanol), no Brasil a poluição urbana apresenta características próprias. Dessa forma, baseado em campanhas anteriores de amostragem de COVs, no presente estudo foram modificados o inventário de emissões e o módulo químico (SAPRC99) do modelo fotoquímico CIT a fim de melhorar a representação do ozônio quanto a sua formação e consumo na atmosfera da RMSP. Para isso, alguns COVs como xilenos, 1-buteno e trimetilbenzenos foram explicitados. As simulações para os dias 30 e 31 de outubro de 2006 mostraram aumentos de espécies como peroxiacetilnitrato e ozônio de aproximadamente 10% para o centro de formação de pluma sobre a RMSP. / The Metropolitan Area of São Paulo (MASP) suffers severe problems related to air quality degradation presenting constant air quality standard overpasses for pollutants like ozone (QSAir ~80ppbv), due to its intense vehicular fleet. Ozone is formed in the atmosphere under complex conditions in the presence of strong solar radiation, high temperatures, low relative humidity, weak winds and also high precursor concentrations, such as nitrogen oxides (NOx = NO + NO2) and volatile organic compounds (VOCs). Therefore, the problem of air pollution in urban centers has to be treated using modern methodologies in order to establish new criteria for reduction of precursors and to know more adequate conditions (relation between VOCs and NOx, as well as speciation of these VOCs) in order to reduce tropospheric ozone. In this context, air quality photochemical models have been used to support strategic environmental decisions. SAPRC chemical mechanism Statewide Air Pollution Research Center developed to be applied in the United States urban atmospheres, consists of a detailed mechanism to simulate reactions between VOCs and NOx. However, due to specific fuel properties (about 30% of vehicular fleet uses ethanol), urban air pollution in Brazil presents its own characteristics, such as higher level of the oxygenated compounds. Hence, based on previous campaigns where VOCs had been sampled, the emission inventory and the chemical module (SAPRC99) were modified in order to improve ozone consumption and formation representation in the MASP atmosphere. As a result, some VOCs like xylenes, 1-butene and trimethilbenzens were explicated. Simulations for 30 and 31 of October 2006 presented increases in species formation like peroxyacetylnitrate and ozone about 10% in the centre of the MASP plume.

A clarificação do caldo de cana-de-açúcar consiste em uma das etapas mais importantes dentro de todo o processo de produção de açúcar, isso porque, é a cor do açúcar final que determina seu preço de comercialização no mercado, bem como sua qualidade. Porém, além de ter um processo de redução de cor, que ao final apresente um açúcar de qualidade, é necessário que este processo não gere resíduos, nem para o meio ambiente, nem nenhum resíduos tóxicos que esteja presente no produto final e que venha prejudicar a saúde do consumidor. Desta forma, a busca por processos alternativos à sulfitação - que é a atual operação de clarificação do caldo de cana-de-açúcar na produção de açúcar cristal branco - tornou-se mais frequente. Tais processos são conhecidos como processos oxidativos avançados(POA) e, entre eles está o uso de ozônio. Diante deste cenário avaliaram-se as melhores condições de pH, temperatura e dosagem de ozônio para a redução da cor ICUMSA do caldo de cana-de-açúcar, obtendo como condições ótimas para pH entre 1,64 a 5,0, temperaturas de 50 a 70 °C e dosagens de ozônio entre 1,34 mg O3/min a 3,82 mg O3/min. O estudo cinético da redução da cor ICUMSA do caldo de cana-de-açúcar ozonizado permitiu observar maiores reduções de cor ICUMSA após 60 min de reação, contudo a exposição do caldo a longos períodos, em pH baixos (1,64 e 3,0) associados a altas temperaturas (50 e 70 °C) levou a hidrólise da sacarose em glicose e frutose, o que inviabilizaria o processo. As análises por espectrometria de massas permitiram observar que a redução nos teores de cor ICUMSA das amostras de caldo de cana-de-açúcar ozonizadas não está associadaà eliminação das partículas promotoras de cor, mas sim da precipitação destas partículas, uma vez que não foram identificados novos compostos nas amostras analisadas, mas sim umavariação nas concentrações destes compostos, identificados como lipídios. Além de favorecer a redução da cor ICUMSA do caldo, o ozônio também se apresentou como um agente antimicrobiano, reduzindoa presença de bactérias e fungos nas amostras de caldo tratado. Aanálise em redes neurais artificiais (RNA) mostrou um bom ajuste na maioria dos casos apresentados e indicou que a variável Brix%caldo apresentou maior influência na redução da cor ICUMSA e o tempo a variável que apresentou a menor influência. / Clarification of the sugarcane juice is one of the most important steps within the entire sugar production process, so why is the color of the final sugar that determines its trading price in the market as well as its quality. However, besides having a color reduction process, which ultimately makes a quality sugar, it is necessary that this process does not generate waste or to the environment, and no toxic residues are present in the final product and that may harm consumer health. Thus, the search for alternative processes to sulfite - which is the current operating clarification of sugarcane juice in white crystal sugar production - has become more frequent. Such processes are known as advanced oxidation processes (AOP), and among them is the use of ozone. In this scenario evaluated the best conditions of pH, temperature and ozone dosing for reducing ICUMSA color of sugarcane juice, optimal conditions for obtaining such pH between 1.64 to 5.0, temperatures from 50 at 70 °C and ozone O3 dosages between 1.34 mg/min to 3.82 mg O3/min. The kinetic study of the reduction of ICUMSA color of sugarcane juice ozonized allowed to observe greater reductions ICUMSA color after 60 min of reaction, however the exposure of the juice long periods at low pH (1.64 and 3.0) associated with high temperatures (50 to 70 °C) led to hydrolysis of sucrose to glucose and fructose, which would make the process. Analysis by mass spectrometry allowed to observe that the reduction in ICUMSA color content of sugarcane ozonated juice samples not associated with the elimination of promoting particles color, but the precipitation of these particles, since they were not novel compounds identified in the samples, but a variation in concentration of these compounds, identified as lipids. In addition to further reduce the ICUMSA color of juice, ozone is also presented as an antimicrobial agent, reducing the presence of bacteria and fungi on the treated juice samples. The analysis on artificial neural networks (ANN) showed good fit in most cases presented and indicated that the variable Brix%juice showed greater influence in reducing ICUMSA color and time the variable that had the least influence.

Esta pesquisa teve como objetivo estudar a hidrodinâmica, a transferência de massa e a inativação de microrganismos indicadores durante o processo de ozonização de esgoto sanitário tratado previamente em reator UASB. A pesquisa foi dividida em três grupos de ensaios, experimentos I, II e III, nos quais foram medidas as concentrações de bolhas de ozônio, os campos de velocidades instantâneos e médios, os diâmetros das bolhas de ozônio e realizados ensaios de desinfecção com ozônio para inativação de microrganismos indicadores - E. coli, colifagos e Clostridium perfringens - e remoção de DQO. Estes ensaios foram realizados tanto em batelada (experimento I e II) quanto em fluxo contínuo (experimento III), e as dosagens de ozônio aplicado foram de 10 e 20 mg/L e os tempos de contato de 5, 10, 15 e 20 minutos. As concentrações, velocidades e diâmetros das bolhas de ozônio foram proporcionais às vazões de ozônio aplicadas e variaram, respectivamente, de 0,23 a 5,26%, de 6,84 a 10,81 cm/s e de 0,260 a 1,781 mm. A quantidade de ozônio consumido variou entre 50,5% e 99,3%, em relação à dose de ozônio aplicado, e seu valor foi decrescente com o aumento da vazão de ozônio. Quanto à inativação dos microrganismos indicadores, C. perfringens apresentou-se como o mais resistente à ação bactericida do ozônio seguido por E. coli e colifagos. Foram inativados 1,7 log de C. perfringens (Ct = 80 mg.min/L); 6,1 log de E. coli (Ct = 133 mg.min/L); e 100% de colifagos (Ct = 38 mg.min/L). O controle das características de ensaios - dose e vazão aplicadas e tempo de contato -, bem como das características hidrodinâmicas das bolhas de ozônio podem otimizar o processo de ozonização de esgoto sanitário tornando-o atrativo técnica e economicamente. / This research had as objective study hydrodynamics, mass transfer and indicating microrganisms inativation during the ozonization process of sanitary sewer treated previously in UASB reactor. The research was divided in three groups of assays, experiment I, II e III, in which had been measured the concentrations, velocity and diameter of bubbles and carried through assays of disinfection with ozone for indicating microrganisms inativation - E. coli, coliphages and C. perfringens - and COD removal. These assays had been carried through in batch (experiment I and II) how much in continuous flow (experiment III), and the dosages of applied ozone had been of 10 and 20 mg/L and the times of contact of 5, 10, 15 and 20 minutes. The concentrations, velocity and diameters of ozone bubbles had been proportional to the applied ozone outflows and had varied, respectively, of 0,23 to 5,26%, of 6,84 to 10,81 cm/s and 0,26 to 1,781 mm. The amount of consumed ozone varied between 50,5 and 99,3%, in relation to the dosage of applied ozone, and its value was decreasing with the increase of the ozone outflow. For the indicating microorganisms inativation, C. perfringens was presented as most resistant to the bactericidal action of ozone followed for E. coli and coliphages. Had been inactivated 1,7 log of C. perfringens (Ct = 80 mg.min/L); 6,1 log of E coli (Ct = 133 mg.min/L); and 100% of colifphages (Ct = 38 mg.min/L). The control of the characteristics of assays - dosage and outflow applied and time of contact -, as well as of the hydrodynamic characteristics of the ozone bubbles they can optimize the ozonization process of sanitary sewer becoming it attractive technique and economically.

Foi realizado estudo de desinfecção comparativo, em condições experimentais similares, entre hipoclorito de sódio, ácido peracético, ozônio e o processo de desinfecção seqüencial ozônio/cloro para águas de estudo com características de cor baixa (< 5 uH) e cor elevada (> 100 uH). O desempenho dos desinfetantes foi avaliado segundo a inativação de três microrganismos indicadores, Escherichia coli ATCC 11229, colifagos e Clostridium perfringens ATCC 13124. As concentrações aplicadas de cloro (\'CL IND.2\'), ácido peracético e ozônio (\'O IND.3\') foram de 2,0; 3,0; 4,0 e 5,0 mg/L. A desinfecção seqüencial consistiu das seguintes combinações de concentrações em mg/L: 2,0 \'O IND.3\' / 2,0 \'CL IND.2\'; 3,0 \'O IND.3\' / 2,0 \'CL IND.2\'; 5,0 \'O IND.3\' / 2,0 \'CL IND.2\' e 2,0 \'O IND.3\' / 5,0 \'CL IND.2\'. Os tempos de contato empregados foram de 5, 10, 15 e 20 minutos, tanto para os ensaios individuais, como para a etapa seqüencial. O cloro livre aplicado foi rapidamente transformado em formas de cloro combinado, nos primeiros 5 minutos de contato, para todas as dosagens aplicadas, diminuindo a ação desinfetante do mesmo. Os resultados dos ensaios de desinfecção com ácido peracético indicaram efetiva redução dos microrganismos indicadores empregados, mesmo na presença de elevada concentração de matéria orgânica, proveniente dos meios de cultura. O ozônio foi considerado efetivo para inativação dos três microrganismos indicadores, apresentando melhores resultados que os demais desinfetantes, na inativação dos fagos. Na etapa da desinfecção seqüencial as inativações de E. coli, colifagos e C. perfringens foram substancialmente superiores às inativações obtidas com ozônio e cloro individuais. Ocorreu sinergismo para E. coli e fagos para todas as dosagens e tempos de contato empregados. Em relação à bactéria esporulada C. perfringens tal fenômeno não foi observado para todos as combinações de ozônio e cloro testadas / This is the result of a comparative disinfection study, performed in similar experimental conditions, among hypochlorite of sodium, peracetic acid, ozone and the ozone/chlorine sequential disinfection process for waters of study with low color (< 5 uH) and high color (> 100 uH) features. The disinfectants performance was evaluated according to the inactivation of three indicators microorganisms: Escherichia coli ATCC 11229, coliphages and Clostridium perfringens ATCC 13124. The applied concentrations of chlorine (\'CL IND.2\'), peracetic acid and ozone (\'O IND.3\') were of 2,0; 3,0; 4,0 and 5,0 mg/L. The sequential disinfection consisted of the following concentrations combinations in mg/L: 2,0 \'O IND.3\' / 2,0 \'CL IND.2\'; 3,0 \'O IND.3\' / 2,0 \'CL IND.2\'; 5,0 \'O IND.3\' / 2,0 \'CL IND.2\' and 2,0 \'O IND.3\' / 5,0 \'CL IND.2\'. The different times of contact employed were of 5, 10, 15 and 20 minutes, as for the single test, as for the sequential stage. The free chlorine applied was quickly transformed into combined chlorine forms, in the first 5 minutes of contact, for all the dosages applied, reducing its disinfectant action. The disinfection tests results with peracetic acid indicated an effective reduction of the indicators microorganisms employed, even in the presence of a high concentration of organic matters, deriving from the culture medium. The ozone was considered effective for the inactivation of all the three indicators microorganisms, presenting better results than the other disinfectants for the phages inactivation. In the stage of the sequential disinfection, the inactivations of E. coli, coliphages and C. perfringens were remarkably superior to the inactivations obtained with just ozone and chlorine. It occurred synergism to E. coli and phages for all dosages and times of contact employed. Such a phenomenon was not observed in relation to the sporulated bacteria C. perfringens, for all the combinations of ozone and chlorine tested

Esta pesquisa abordou a influência do ozônio, ácido peracético e permanganato de potássio na inativação dos microrganismos indicadores E.coli, colifago, C.perfringens e Ascaris lumbricoides de efluentes secundários, visando reúso em agricultura. Os efluentes utilizados para os ensaios com ozônio foram provenientes da Estação de Tratamento de Esgoto da cidade de Lins-SP (o tratamento consiste em lagoa anaeróbia seguida de facultativa) e da Estação de Tratamento de Esgoto da cidade de Araraquara-SP, na qual o tratamento é constituído de lagoa aerada seguida de lagoa de sedimentação. Para os ensaios de desinfecção com ácido peracético e permanganato de potássio utilizou-se apenas o efluente da Estação de Tratamento de Esgoto da cidade de Araraquara-SP. Os ensaios de desinfecção demonstraram que o ácido peracético tem maior poder bactericida em relação ao ozônio e permanganato de potássio. O ozônio foi mais eficiente na inativação do microrganismo colifago. Para todos os desinfetantes usados, a concentração da bactéria esporulada C.perfringens permaneceu entre 103 a 104 NMP/100 mL. Todos os desinfetantes, nas concentrações e tempos de contatos testados, mostraram-se tóxicos nas primeiras 24 h ao microcrustáceo Daphnia similis. O desinfetante que alcançou, com menor concentração e tempo de contato, o padrão proposto pela OMS (1989) para irrigação irrestrita foi o ácido peracético com 5 mg/L e tempo de contato de 10 minutos. Já a concentração de ozônio consumida de 40 mg/L e tempo de contato de 10 minutos foram suficientes para atender ao padrão proposto para irrigação restrita. / This research deals with the influence of ozone, peracetic acid and potassium permanganate on the inactivation of indicator microorganisms E.coli, coliphage, Clostridium perfringens and Ascaris lumbricoides secondary effluents, aiming agricultural reuse. The effluents used for the analyses with ozone had been proceeding from the Lins-SP Wastewater Treatment Plant (the treatment consists of an anaerobic lagoon followed by a facultative one) and from the Araraquara-SP Wastewater Treatment Plant, where the treatment consists of an aerated lagoon followed by a sedimentation pond. For the disinfection analyses with peracetic acid and potassium permanganate only the effluent from the Araraquara-SP Wastewater Treatment Plant was used. The disinfection analyses demonstrated that the peracetic acid has greater bactericide power than ozone and potassium permanganate. Ozone was more efficient in the coliphage microorganism inactivation. For all used disinfectants the concentration of sporulated bacteria Clostridium perfringens remained between 103 and 104 NPM/100 mL. All the disinfectants, under the concentration and contact time tested, showed themselves toxic during the first 24 h, and did not show any mortality to the Daphnia similis microorganism after that period. The disinfectant that reached, under lower concentration and contact time, the proposed standard for unrestricted irrigation from WHO (1989) was the peracetic acid with 5 mg/L and contact time of 10 minutes.

A presença de substâncias recalcitrantes na vinhaça causa inibição da anaerobiose. Pesquisas indicam que a oxidação destas substâncias com ozônio (\'O IND.3\') promova um aumento da biodegradabilidade da vinhaça (DBO5/DQO) de aproximadamente 25%. A introdução de vinhaça pré-ozonizada em reatores anaeróbios resultou em ganhos no rendimento de metano da ordem de 15% (mL\'CH IND.4\'/gDQO removida). Por outro lado, sabe-se que a composição da vinhaça varia bastante de acordo com a matéria-prima, solo, clima e processo industrial empregado para a produção de etanol. Assim, é necessário verificar o efeito da ozonização sobre a biodegradabilidade de uma vinhaça proveniente de uma destilaria brasileira. Além disso, é necessário responder se a quantidade de energia produzida pela combustão do metano adicionalmente gerado por conta da ozonização compensaria a energia consumida por um ozonizador em escala real. Desta forma, esta pesquisa pretendeu avaliar os efeitos da aplicação de ozônio na biodegradabilidade de uma vinhaça bruta proveniente de uma destilaria brasileira, assim como realizar uma avaliação econômica da ozonização em escala real. Procedeu-se a operação de um reator em escala de bancada para ozonização de vinhaça em batelada (0, 2, 4, 6 e 8 horas), com a aplicação das doses de 0, 2, 4, 6 e 8 g \'O IND.3\'/L, respectivamente. A ozonização deu-se em três valores iniciais de pH (4.8, 7 e 9). Os parâmetros avaliados foram: DQO, DBO5, COT, cor, fenóis e Abs254, DBO5/DQO e DQO/COT. De acordo com os resultados, observou-se que a aplicação de 2 g \'O IND.3\'/L elevou a biodegradabilidade da vinhaça em 22% e 10% em pH inicial 4,8 e 7, respectivamente. A avaliação econômica preliminar mostrou que a quantidade de energia elétrica consumida por um ozonizador em escala real seria 6 vezes maior (278.400 kWh) do que aquela possivelmente produzida pela combustão do metano adicionalmente gerado (44.780 kWh). Estes resultados indicam que a ozonização de vinhaça bruta com o objetivo específico de se produzir metano adicional em um reator anaeróbio posteriormente instalado é inviável do ponto de vista econômico. / The presence of recalcitrant substances in the vinasse causes inhibition in anaerobic process. Research indicates that oxidation of these substances with ozone (\'O IND.3\') promotes an increase in biodegradabilidade of vinasse (DBO5/DQO) in approximately 25%. The introduction of vinasse pre-ozonated in anaerobic reactors resulted in gains in the yield of methane on the order of 15% (mL\'CH IND.4\'/gDQO removed). However, it is known that the composition of vinasse varies greatly depending on the raw material, soil, climate and industrial process used to produce ethanol. It is therefore necessary to verify the effect of ozonation on biodegrability of a vinasse from a Brazilian distillery. Moreover, it is also necessary to answer if the amount of energy produced by combustion of methane additionally generated by ozonation would off set the energy consumed by a full-scale ozonator. Thus, this study sought to evalu-ate the effects of ozone on the biodegradability of a raw stillage from a Brazilian distillery, as well as conduct an economic evaluation of a full-scale ozonation. The procedure was the operation of a bench scale reactor for the batch ozonation of vinasse (0, 2, 4, 6 and 8 hours), with the application of 0, 2, 4, 6 and 8 g \'O IND.3\'/L, respectively. The ozonation occurred in three starting values of pH (4.8, 7 and 9). The parameters evaluated were: COD, BOD5, TOC, color, phenols and Abs254, DBO5/DQO and COD / TOC. According to the results, it was observed that the application of 2 g \'O IND.3\'/L increased biodegradability of vinasse in 22% and 10% at initial pH 4,8 and 7, respectively. The preliminary economic assessment showed that the amount of electricity consumed by a full-scale ozonator would be 6 times greater (278.400 kWh) than that energy, possibly produced by combustion of additional methane generated (44.780 kWh). These results indicate that the ozonation of raw vinasse with the specific goal of producing additional methane in an anaerobic reactor later installed, it is unfeasible from an economic perspective.