The filters used today to purify water are often expensive and the need to find new filter materials is substantial. Studies of pine bark have shown that this is a material that may be used as an alternative to conventional filter materials, such as activated carbon. However, the study of pine bark has shown that a leakage of phenolic compounds may occur when using the material for water purification. Therefore, the purpose of this report is to investigate the release of phenols from pine bark, in order to evaluate the use of pine bark as a filter material. Another assignment is to investigate the amount of metals adsorbed by the filter material. The studies were carried out through three leaching experiments. As leachates, double deionised water and storm water were used. The phenol concentration in the leachate was determined for both double deionised water and storm water. The degree of metal sorption was measured only for the storm water. The measured phenol concentration in the double deionised water was 4.40 mg/L and in the storm water 4.81 mg/L. These concentrations exceed the Canadian guideline value, of 4.0 μg/L, more than a 1000 times. No metal sorption occurred as the metal content of the storm water was too low. Instead a release of metals from the pine bark into the eluate of the storm water occurred. The leaching attempts also resulted in a decline of the pH-values of the two different waters. The pH-values for the double deionised water and the storm water decreased from 7.0 to 4.3 and from 6.0 to 4.2 respectively. A release of phenols was ascertained with a significant difference in concentrations between double deionised water and storm water. Therefore it is not advisable to use pine bark filters for purification of water with low concentrations of metals, as the filter material may release metals into the water under such conditions. Keywords: pine bark, phenol, filter materials, leaching, metal sorption, toxicity Nyckelord: furubarksflis, fenol, filtermaterial, lakning, metallsorption, toxicitet

Co-disposal with refuse in a controlled landfill is the cheapest option for the disposal of hazardous waste and, if carefully controlled, can be an effective treatment option. In this present study a high-strength phenolic wastewater and activated sewage sludge were co-disposed with refuse. The effectiveness of phenol catabolism at two organic loading rates (500mgt1 and 1000mgtl) was assessed in the presence of various co-disposal strategies. Leachate recycle at the lower phenol organic loading rate was found to facilitate the greatest rate of phenol catabolism. Despite the effective removal of phenol, however, leachate recycle promoted the production of high concentrations of ammoniacal-N and hydrogen sulphide. At the higher phenol organic loading rate, recirculation was ineffective in reducing the residual phenol concentration due to inhibition of the phenol-catabolisers. Microcosms operated with single elution and batch co-disposal strategies at both phenol organic loading rates resulted in serious detrimental effects on the refuse fermentation and subsequent leachate quality. A high-strength leachate obtained from a closed co-disposal site was characterised to determine its chemical composition and was assessed for its susceptibility to biological treatment. If carefully controlled, co-disposal sites should produce leachates which differ little in quality to those produced by municipal waste sites. The exceptionally high specific conductivity of the leachate used in this present study was, however, uncharacteristic of a leachate from a municipal waste site. The leachate required dilution to 25 % (v/v) before responding to aerobic biological treatment due to the presence of bactericidal/bacteriostatic components. Anaerobic treatment was ineffective even at a final dilution of 10% (v/v) of the original due to the inhibition of methanogenesis caused indirectly by the high concentration of sulphate in the leachate. Following phosphate addition, aerobic biological treatment effected a significant reduction in the chemical oxygen demand (COD) but did not reduce the ammoniacal-N concentration. Scaling and precipitation occurred following addition of the phosphate, and although these did not affect the biological process they can cause operational problems in full-scale leachate treatment plants. Ion exchange, with soil, and lime treatment, were, therefore, considered for their ability to reduce the inorganic content of the leachate prior to biological treatment. However, these particular pretreatments were unsuitable due to their ineffectiveness to reduce calcium, the main inorganic element involved in scaling, to an acceptable concentration. / Thesis (M.Sc.)-University of Natal, Pietermaritzburg, 1996.

Chemists have always been fascinated by the cumulated diene system of allenes with its extraordinary properties such as the axial chirality of the elongated tetrahedron and a higher reactivity than non-cumulated C-C double bonds. The equilibrium geometry for an allene is linear with orthogonal pairs of substituents. An allene incorporated into a carbocyclic ring of nine or more carbon atoms is relatively unstrained. However, if the ring size is decreased, the linear perpendicular allene will be twisted and bent until, at some point, the energy gained by pi bonding in the two double bonds will be insufficient to offset the increased strain. Furthermore, ring constraints will exert torsion toward a planar arrangement of ligands. Therefore, one of the fundemantal questions is the influence of ring size on the barrier to pi bond rotation. Herein we wish to unveil a review of our research related to desperately seeking for five membered ring allenes such as, cyclopenta-1,2-diene (1) and some of its derivatives, e.g. 2, and 3. Furthermore, we will address a simple, mild and efficient method for the reduction of 1,4-benzoquinones 4 to corresponding hydroquinones 5.

p. 1-82 / Submitted by Santiago Fabio (fabio.ssantiago@hotmail.com) on 2013-04-10T20:04:49Z No. of bitstreams: 1 Dissert seg01.pdf: 499245 bytes, checksum: 0655b17411b2a8d56e0ae1742341678e (MD5) / Rejected by Alda Lima da Silva(sivalda@ufba.br), reason: Corrigir Instituto de Biologia on 2013-04-15T20:24:41Z (GMT) / Submitted by Santiago Fabio (fabio.ssantiago@hotmail.com) on 2013-04-23T20:51:38Z No. of bitstreams: 1 Dissert seg01.pdf: 499245 bytes, checksum: 0655b17411b2a8d56e0ae1742341678e (MD5) / Approved for entry into archive by Alda Lima da Silva(sivalda@ufba.br) on 2013-05-03T20:58:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissert seg01.pdf: 499245 bytes, checksum: 0655b17411b2a8d56e0ae1742341678e (MD5) / Made available in DSpace on 2013-05-03T20:58:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissert seg01.pdf: 499245 bytes, checksum: 0655b17411b2a8d56e0ae1742341678e (MD5) Previous issue date: 2005 / Inúmeras substâncias químicas que compõem os produtos manufaturados e estão presentes nos efluentes de origem industrial, são corriqueiramente dispostas no meio ambiente através do carreamento para corpos d´água naturais. Os testes de toxicidade aquática são empregados com o intuito de avaliar o efeito destes agentes químicos nos organismos, fornecendo assim uma abordagem ecológica complementar às analises químicas normalmente empregadas. Para serem validados os testes ecotoxicológicos precisam ser realizados seguindo protocolos específicos e fazerem uso de substâncias de referência, que são químicos de efeito conhecido sobre os organismos de maneira a atestarem a confiabilidade dos resultados obtidos. O objetivo deste trabalho foi avaliar a utilização das substâncias orgânicas Fenol e 4-Clorofenol, como alternativas para referência em testes ecotoxicológicos com embriões do ouriço-do-mar Echinometra lucunter. Para isto, quinze testes crônicos de curta duração foram conduzidos para cada substância investigada, mais o Dodecil Sulfato de Sódio (DSS), que foi utilizado como controle positivo. Os valores de CE50-36h encontrados variaram de 125,88 a 143,84 mg/L para o Fenol e de 16,90 a 26,31 mg/L para o 4-Clorofenol. A concentração de efeito alternativo foi determinada com base na DMS crítica. O nível equivalente à concentração estimada de efeito crônico foi CE10. A partir de tal concentração é possível observar efeitos deletérios significativos na população do organismo-teste. O valor médio de CE10-36h encontrado para o Fenol foi de 36,63 mg/L e para o 4- Clorofenol foi de 4,58 mg/L. Os coeficientes de variação dos resultados obtidos indicaram que os valores encontrados para o Fenol no nível de efeito de 50% apresentam maior precisão analítica (4,04%), enquanto que no nível de efeito alternativo, o 4-Clorofenol apresentou maior precisão dentre as substâncias utilizadas (27,98%). A plotagem em carta-controle, dos resultados obtidos com os testes utilizando o DSS, que foram realizados em paralelo à outras substâncias, atestaram a saúde dos organismos utilizados e a obtenção de resultados confiáveis nos experimentos conduzidos. Embriões de E. lucunter são mais sensíveis ao 4- Clorofenol do que ao Fenol, uma vez que sob as mesmas concentrações, o valor de CE50-36h obtido para o Fenol foi mais alto que o obtido para o 4-Clorofenol. Aliadas às características peculiares a cada substância, o 4-Clorofenol apresentou-se como mais indicado para a utilização como referência em testes ecotoxicológicos com embriões de E. lucunter. / Salvador

Orientador: Valéria Maia Merzel / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-16T14:04:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_CynthiaCanedoda_D.pdf: 9736339 bytes, checksum: 506af9b64177978ae4c3c5c0588e1b28 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Os efluentes de refinarias contêm vários compostos tóxicos, que podem provocar sérios danos aos seres vivos se não tratados previamente. Os fenóis são poluentes encontrados em efluentes de diversas indústrias, incluindo as refinarias de petróleo, e são conhecidos como um dos compostos mais tóxicos encontrados no meio ambiente. Portanto, há necessidade constante de buscar formas de remover ou reduzir a presença destas substâncias nos efluentes. Este trabalho teve como objetivos analisar e explorar a diversidade microbiana presente em lodo de sistemas de tratamento de efluentes de refinarias petróleo, através da construção de bibliotecas de genes RNAr 16S e bibliotecas metagenômicas em vetores do tipo fosmídeo. Análises filogenéticas das bibliotecas de genes RNAr 16S e metagenômicas mostraram uma comunidade bacteriana bastante diversa, com predominância do Filo Proteobacteria, seguido de Actinobacteria, Planctomycetes, Verrucomicrobia, Cloroflexi e Bacteroidetes. Dentre os gêneros mais abundantes, se destacaram Thauera, Comamonas, Diaphorobacter e Thiobacillus. Espécies pertencentes a estes gêneros realizam o processo de desnitrificação e espécies de Thauera e Comamonas estão relacionadas com a degradação de compostos aromáticos. A grande diversidade bacteriana refletiu em uma ampla diversidade metabólica, sendo obtido um grande número de resultados para genes relacionados com processos biológicos importantes para o tratamento de efluentes, como o metabolismo de nitrogênio, enxofre, fósforo, além de genes relacionados com o catabolismo de compostos aromáticos, tais como benzoato, bifenil e fenol. Adicionalmente, foram observadas possíveis novas sequências para os genes que codificam enzimas-chaves responsáveis pela meta-clivagem de fenol e outros aromáticos, como fenol hidroxilase e catecol 2,3-dioxigenase. No presente estudo foram também realizadas triagens funcionais dos 13.200 clones para enzimas hidrolíticas, com detecção de dois hits para esterase e um para lipase. Este trabalho mostrou que a bioprospecção genômica microbiana é uma estratégia inovadora na área de tratamento de efluentes, que pode contribuir para o conhecimento da microbiota responsável pela degradação dos poluentes. / Abstract: Refinery wastewater has several toxic compounds that may cause serious damage to life. Phenolic compounds are found in several industrial effluents, including petroleum refinery, and represent a significant environmental toxicity hazard. Therefore, there is a constant need to search for new technologies able to remove and reduce the presence of these substances in wastewater. This study aimed to analyze and explore the microbial diversity present in sludge from refinery wastewater treatment systems through the construction of 16S rRNA genes libraries and metagenomic libraries in fosmid vectors. Sequencing and phylogenetic analyses of libraries showed a highly diverse bacterial community, with predominance of the Proteobacteria phylum, followed by Actinobacteria, Planctomycetes, Verrucomicrobia, Cloroflexi and Bacteroidetes. The most abundant genera were Thauera, Comamonas, Diaphorobacter and Thiobacillus. Species belonging to these genera are facultative anaerobic and may be involved with the denitrification process, and Thauera and Comamonas species are related with degradation of aromatic compounds. This bacterial diversity reflected in a broad metabolic diversity. Analysis of the metagenomic data derived from pyrosequencing revealed a lot of hits related with biological processes of great relevance for wastewater treatment, such as genes for nitrogen, sulfur and phosphorus metabolism, in addition to genes related to the catabolism of aromatic compounds, such as benzoate, biphenyl and phenol. Additionally, sequences representing possible new genes encoding for key-enzymes responsible for the meta-cleavage of phenol and other aromatic compounds, such as phenol hydroxylase and cathecol 2,3-dioxygenase, were found in the fosmid libraries. Finally, high-throughput functional screening of 13,200 clones for hydrolytic enzymes yielded two positive hits for lipase and one for esterase. The data gathered together in this work showed that microbial genomic prospection is an innovative strategy for the wastewater treatment system that may undoubtedly contribute to the knowledge of microorganisms responsible by pollutant degradation. / Doutorado / Genetica de Microorganismos / Doutor em Genetica e Biologia Molecular

Orientador: Maria Regina Wolf Maciel / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-28T23:01:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Schiavolin_Magno_M.pdf: 4773718 bytes, checksum: 9f775939b034191f3c79f382eedfdcd2 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Há sempre a necessidade da redução de gastos em várias etapas da indústria química e nas suas ramificações. No que diz respeito à minimização da geração de poluentes, há diversos processos de tratamento aplicados às correntes aquosas residuais, contudo os gastos para adequação destas correntes com a legislação vigente podem ser altos, de modo que é fundamental obter-se uma compreensão melhor dos processos de separação empregados nos tratamentos de tais correntes. Neste trabalho, dois sistemas foram estudados: fenol/água e etanol/água, onde ambos necessitam da adição de um solvente para promover a separação. O primeiro sistema é encontrado em diversos segmentos da indústria química e com concentrações variadas, necessitando de algum processo de separação para recuperar o fenol e possibilitar o descarte da corrente aquosa em um corpo receptor. O segundo sistema, etanol/água., está presente em destilarias de álcool, onde os processos de separação, que produzem correntes residuais aquosas, necessitam ser otimizados, minimizando a quantidade de solvente presente até atingir os limites aceitáveis ao meio ambiente. Três processos de separação foram abordados: extração líquido-líquido, destilação azeotrópica e destilação extrativa. Utilizou-se para isso o simulador comercial de processos HYSYS.Process (Hyprotech). Os solventes utilizados para promover a separação do sistema etanol/água foram: etilenoglicol, cic1ohexano e benzeno; e para a separação do sistema água/fenol foram: tolueno, n-hexano e metil-isobutil-cetona (MIBK). Variáveis dos processos de separação foram analisadas, objetivando uma melhor adequação da corrente residual, perante os limites de parâmetros ambientais estabelecidos. Dentre os processos utilizados com os diferentes solventes, a extração líquido­líquido, utilizando o MIBK (metil-isobutil-cetona), foi o que promoveu a separação do fenol/água com as menores concentrações de poluentes (fenol e solvente) na corrente aquosa final, estando dentro dos parâmetros ambientais exigidos pela legislação. E para o sistema etanol/água, o processo de destilação azeotrópica com o ciclohexano foi o que apresentou as menores concentrações de poluente (solvente) na corrente aquosa final / Abstract: There is always the necessity of reducing cost in the several stages of the chemical industry and its ramifications. fu respect to the minimization of wastewater generation, there are several treatment processes applied to the wastewater, however the cost to adapt these effluents to the current legislation can be high, so that it is fundamental to obtain a better comprehension ofthe separation processes used in the treatment of such effluents. Fu this work, two systems were studied: phenol/water and ethanol/water, where both of them need the addition of a solvent to promote the separation. The fust system is found in several segments of the chemical industry and with varied concentrations, needing a separation process to recover the phenol and to allow one to discard the wastewater in a receiver body. The second system, ethanol/water, is present in a1cohol distilleries, where the separation processes, which produce wastewaters, need to be optimized, minimizing the quantity of present solvent until acceptable limits to the environrnent are reached. Three separation processes were studied: liquid-liquid extraction, azeotropic distillation and extractive distillation. The commercial simulator HYSYS.Process (Hyprotech) was used. The solvents used to promote the separation of the system water/ethanol were ethyleneglycol, cyclohexane and benzene; and for the separation of the system water/phenol were toluene, n-hexane and methyl-isobutyl-ketona (MIBK). Variables of the separation processes were analyzed, aiming a better adaptation of the wastewater, before the limits of established environrnental parameters. Among the processes used with the different solvents, the liquid-liquid extraction, using MIBK was the process that promoted the separation of phenol/water with the lowest concentrations of contaminants (phenol and solvent) in the wastewater, being in accordance with environrnental parameters demanded by the legislation. And for the system ethanol/water, the azeotropic distillation process with cyclohexane was the process that presented the lowest concentration of solvent in the wastewater / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

O objetivo principal deste trabalho foi estudar a interferência de íons Cu2+ e Zn2+ na degradação do fenol pela reação de Fenton (Fe2+/Fe3+ + H2O2). Ambos os íons apresentaram efeito catalítico na reação de Fenton, porém atuam em etapas diferentes durante essa reação. Um dos primeiros intermediários da degradação, o catecol, é capaz de reduzir o Fe3+ a Fe2+, que, na presença de H2O2, cria um ciclo redox bastante eficiente. Portanto, este ciclo passa a ser o mecanismo principal da degradação térmica de fenol e seus produtos de oxidação nas etapas iniciais da reação. O íon Zn2+ interfere no tempo de persistência do catecol no meio reacional, provavelmente via estabilização do radical semiquinona correspondente. Um estudo da reação de cupro-Fenton (Cu2+ + H2O2) sugere dois possíveis papéis dos íons cobre: i) A reação de íons Cu1+ com H2O2 pode regenerar Cu2+ via uma reação análoga a de Fenton, formando radicais HO•. Na presença de um excesso de H2O2, o radical HO• pode ser consumido por outra molécula de H2O2 para produzir HOO•- e O2•-, (ii) Na etapa final da reação, quando o ferro(III) da solução é complexado na forma de ferrioxalato, os íons cobre assumem o papel de principal catalisador da degradação. Deste modo, a associação da reação de Fenton com a de cupro-Fenton resulta num aumento da eficiência global de mineralização do fenol / The principal objective of this work was a study of the interference of Cu2+ and Zn2+ ions on the degradation of phenol by the Fenton reaction (Fe2+/Fe3+ + H2O2). Both ions have a catalytic effect on the Fenton reaction, but act in different stages of the reaction. One of the first intermediates formed in the reaction, catechol, can reduce Fe3+ to Fe2+, which, in the presence of H2O2, forms an efficient catalytic redox cycle. Thus, this cycle becomes the principal route of thermal degradation of phenol and its oxidation products in the initial stages of the reaction. The Zn2+ interferes in the persistence time of catechol, probably via complexation with the corresponding semiquinone radical. A study of the cupro-Fenton reaction (Cu2+ + H2O2) suggests two principal modes of action of copper ions: (i) The reaction of Cu+ with H2O2 can regenerate Cu2+ via a reaction analogous to the Fenton reaction, forming the HO• radical. In the presence of excess H2O2, the HO• radical can react with another molecule of H2O2 to produce HOO•- and O2•-. (ii) In the final stages of the reaction, when the iron(III) in the solution is complexed in the form of ferrioxalate, the copper ions assume the role of the main catalyst of the degradation. As a result, the association of the Fenton reaction with the cupro-Fenton reaction leads to an overall improvement of the efficiency of the mineralization of phenol.

Neste trabalho os complexos cis- [Ru(BAF)(bpy)(PPh3)(OH2)](ClO4)2 (monômero B) e cis-[Ru(dmbpy)2(PPh3)(OH2)](OPh)2 (monômero C) foram sintetizados e caracterizados através de métodos espectroscópicos e eletroquímicos, sendo utilizados na construção de novos eletrodos modificados EMs e aplicados na eletrooxidação de substratos orgânicos. A preparação destes EMs consistiu no recobrimento da superfície de eletrodos de feltro de carbono e de bastões de grafite pelos filmes poliméricos ancorados ao rutênio. Os intervalos de potencial aplicados para a polimerização dos complexos foram àqueles correspondentes, respectivamente, aos potenciais de polimerização do contra-íon difenolato e do ligante azóico contendo o grupamento fenol. A atividade catalítica destes EMs foi investigada através de um estudo cinético, através de eletrooxidações heterogêneas acompanhadas por UV/Vis de diversos compostos orgânicos como: safrol, isosafrol, álcool benzílico, fenil etil álcool, etil benzeno, tolueno, benzaldeído, ciclo hexen-2-ol, demonstrando que os EMs podem ser utilizados como catalisadores em reações de eletrooxidações com rendimentos satisfatórios. / In this work the complexes cis-[Ru(BAF)(bpy)(PPh3)(OH2)](ClO4)2 (B monomer) and cis-[Ru(dmbpy)2(PPh3)(OH2)](OPh)2 (C monomer) were synthesized and characterized by spectroscopic and electrochemical methods, and they were utilized in construction of new modified electrodes (MEs) and applied in electrooxidation of organic substrates. The preparation of these new MEs was done by coating the surfaces of carbon felt and carbon rod electrodes by polymeric films where the ruthenium complexes were anchored. The potential range applied to accomplish the polimerization of the complexes corresponds to the potencial ranges of diphenol anion and azoic ligand with the phenolic group, respectively. The catalytic activity of these MEs was studied by kinetic methodology monitoring the heterogeneous electroxidations by UV/Vis of some organic substrates like: safrol, isosafrol, benzylic alcohol, phenil ethyl alcohol, ethyl benzene, toluene, cycle-hexen-2-ol, showing that these EMs can be utilized as catalyst in electrooxidations reactions with goods yields.

Os compostos fenólicos estão presentes em grande número de efluentes industriais, cujos lançamentos inadequados podem acarretar em riscos ao meio ambiente e à saúde humana. O uso de fungos em reatores biológicos é uma alternativa de tratamento de despejos que possuem compostos persistentes, como fenóis. O objetivo deste trabalho foi estudar a viabilidade do uso de Aspergillus niger em reator biológico para o tratamento de água residuária sintética contendo fenol. O trabalho foi realizado com dois tipos de reatores: em batelada e reatores contínuos com escoamento ascendente. No experimento em batelada, foram utilizados 5 reatores de controle (RC), 5 com fungos (RF) e 5 com fungos e glicose (RFG), verificando-se o uso de glicose (5 g/L), como substrato primário, e a remoção do fenol pelos fungos. Estes apresentaram maior desenvolvimento nos reatores contendo glicose (RFG), alcançando-se remoção de 100% de fenol, no quinto e último dia de experimento. Nestes reatores, a velocidade média de consumo de fenol foi quase o dobro da desenvolvida nos reatores sem glicose (RF). A remoção de matéria orgânica, medida como DQO, foi superior nos reatores contendo glicose (RFG) e atingiu 93%, no quinto dia. Não houve remoção significativa de fenol nos reatores de controle. Nos RF, as maiores remoções de fenol e matéria orgânica foram registradas no quinto dia e foram, respectivamente, de 48% e 27%. As maiores remoções de fenol em relação à de matéria orgânica indicam, possivelmente, a presença de compostos intermediários da degradação do fenol. Os reatores contínuos, cada um com volume total de 4,45 L e com meios suportes de manta de polipropileno (R1) e espuma de poliuretano (R2), foram mantidos sob as mesmas condições operacionais, durante 399 dias, divididos em três tempos de detenção hidráulica: 8 h, dividido em duas fases de alimentação (Fase I – alimentação complementada com glicose e Fase II – alimentação sem complementação de glicose); 4 h e 6 h. As maiores remoções de fenol ocorreram durante o tempo de detenção hidráulica (TDH) de 8 h, tanto com a presença ou não de 0,5 g/L de glicose no afluente, obtendo-se, na Fase I, remoções médias de fenol de 99,5% '+ OU -' 2 (R1) e de 98% '+ OU -' 5 (R2) e, na Fase II, 99,6% '+ OU -' 1(R1) e 92% '+ OU -' 23 (R2). No tempo de detenção hidráulica de 4 h, a remoção média de fenol ficou em torno de 50%, em ambos os reatores. Com o tempo de detenção hidráulica de 6 h, houve melhora na eficiência de remoção, atingindo 72% '+ OU -' 35 (R1) e 78% '+ OU -' 25 (R2). Análises microscópicas revelaram que os fungos cresceram bem nos suportes empregados, porém o uso de espuma de poliuretano provocou maiores problemas operacionais. Apesar dos bons resultados de remoção de matéria orgânica e de fenol, houve crescimento excessivo de biomassa no interior dos reatores contínuos, o que resultou na colmatação do leito, indicando necessidade de se procurar melhor ajuste nutricional do meio para controlar a geração de biomassa. / The phenolic compounds are present in a great quantity in industrial effluents, which inappropriate release can cause serious damage to the environment and to human health. The usage of fungi in biological reactors is an alternative to the treatment of wastes that contain compounds with persistent nature like phenol. The goal of this work was the study of the available usage of Aspergillus niger in a biological reactor treating synthetic wastewater containing phenol. The work was realized in batch and upflow continuous reactors. Five control reactors (CR) were applied in the batch experiment, being five with fungi (FR) and five with fungi and glucose (GFR), in order to verify the application of glucose (5 g/L) as main substrate and the removal of phenol by fungi. These presented better development in the reactors containing glucose, with the achievement of 100% of phenol removal in the fifth and last day of the experiment. In these reactors, the mean consumption velocity of phenol was approximately the double of those that were developed in the reactors without glucose. The organic matter removal (measured as COD) was higher in the reactors containing glucose, achieving 93% in the fifth day. There was no significant phenol removal in the control reactors. The higher removals of 48% for phenol and 27% for organic matter were observed in the RF reactors in the fifth day, indicating the possible presence of intermediate compounds in the phenol degradation. The continuous reactors were built with total volume of 4,45 L each one, with polypropylene blanket as support media in the R1 reactor and polyurethane foam as support media in the R2 reactor. The reactors were kept in the same operational conditions during 399 days. These conditions were divided in three hydraulic detention times (HDT): 8 h, divided in two feeding phases (Phase I – feeding complemented with glucose and Phase II – feeding without complementation of glucose); 4 h and 6 h. The higher phenol removals occurred during the hydraulic detention time of 8 h, in the presence and absence of 0,5 g/L of glucose in the influent. The mean phenol removals of 99,5% '+ OU -' 2 (R1) and 98% '+ OU -' 5 (R2) were attained in the Phase I, and 99,6% '+ OU -' 1 (R1) and 92% '+ OU -' 23 (R2) in the Phase II. The mean phenol removal was around 50% in both reactors when hydraulic detention time of 4 h was applied. With the hydraulic detention time of 6 h, there was improvement in the removal efficiency that achieved 72% '+ OU -' 35 for R1 reactor and 78% '+ OU -' 25 for R2 reactor. The microscopic analyses showed that fungi grew well in the applied support media, but the usage of polyurethane foam caused more operational problems. Even with the good results of the organic matter and phenol removals, there was excessive growth of biomass inside the reactors. This resulted in the clogging of the blanket, indicating the necessity of better nutritional adjustment of the media to control the biomass generation.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-06-08T13:19:18Z No. of bitstreams: 1 rafaelfelipecoelhoneves.pdf: 4428183 bytes, checksum: c285f713f0bc1b3a74476dcda5baab40 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-07-13T13:27:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 rafaelfelipecoelhoneves.pdf: 4428183 bytes, checksum: c285f713f0bc1b3a74476dcda5baab40 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-13T13:27:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 rafaelfelipecoelhoneves.pdf: 4428183 bytes, checksum: c285f713f0bc1b3a74476dcda5baab40 (MD5) Previous issue date: 2015-10-01 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A substituição de combustíveis fósseis por biocombustíveis obtidos a partir de fontes renováveis consiste em uma importante estratégia para minimizar as emissões de gases do efeito estufa. Neste sentido, a conversão da biomassa lignocelulósica em biocombustíveis representa uma fonte sustentável que atende à demanda global de energia. Elétrons de baixa energia em plasmas têm potencial para superar a resistência físico-química da biomassa possibilitando a geração de produtos químicos de alto valor. Isto ocorre devido à quebra química induzida pela captura eletrônica dissociativa ou por processos de fragmentação através da excitação ou ionização por impacto de elétrons. Nesta tese foi investigado o espalhamento de elétrons pelas biomoléculas fenol e furfural, que são subunidades da biomassa lignocelulósica. Espectros experimentais de perda de energia de elétrons (EPEE) foram registrados para o fenol e furfural, para energias de impacto de 15, 20, 30, 40 e 250 eV, para ângulos entre 10◦ e 90◦. Estes espectros foram usados para obtenção de Seção de Choque (SC) e Força de Oscilador Generalizada (FOG) para as transições eletrônicas permitidas por dipolo, possibilitando também, a determinação de suas Forças de Oscilador Óptico. Seções de Choque Diferenciais (SCD) foram medidas para a excitação por impacto de elétrons de estados eletrônicos, bem como de modos vibracionais compostos não resolvidos do fenol. Estas investigações fornecem os primeiros resultados publicados na literatura para os estados eletrônicos excitados singleto e tripleto do fenol, até o primeiro potencial de ionização, e ainda, para as Seções de Choque de excitações vibracionais. Foram também obtidos dados de Seções de Choque Integrais (SCI) para excitações eletrônicas e vibracionais por impacto de elétrons em fenol. Dados de Seções de Choque Diferenciais Triplas (SCDT) para a ionização do fenol por impacto de elétrons (e, 2e) foram gerados através de uma cinemática coplanar assimétrica para energia eletrônica incidente de 250eV. Para o furfural, os dados experimentais foram utilizados em conjunto com cálculos teóricos na atribuição de seus estados excitados. A boa concordância entre os resultados teóricos e os experimentais permite fornecer a primeira atribuição quantitativa da espectroscopia dos estados eletrônicos do furfural na faixa de energia estudada. / Replacing fossil fuels with biofuels obtained from renewable sources is an important strategy to minimize greenhouse gas emissions. In this sense, the conversion of lignocellulosic biomass into biofuels is a sustainable source of energy to meet global energy demands. Low-energy electrons in plasmas have the potential to overcome the biomass physicochemical resistance enabling the production of high value chemicals. This happens due to chemical breakdown induced through dissociative electron attachment or electron impact excitation- or ionizationfragmentation processes. In this thesis was investigated the electron scattering by the biomolecules phenol and furfural, that are subunits of the lignocellulosic biomass. Experimental electron-energy loss spectra (EELS) were recorded to phenol and furfural, measured at impact energies of 15, 20, 30, 40 and 250 eV, for angles between 10◦ and 90◦. These spectra were used to derive Cross Sections (CS) and Generalized Oscillator Strengths (GOS) for the dipoleallowed electronic transitions, also allowing the determination of their Optical Oscillator Strengths. Differential cross sections (DCS’s) were measured for the electron-impact excitation of the electronic states as well as of a number of composite unresolved vibrational modes in phenol. These investigations provide the first results published on the literature to singlet and triplet excited electronic states of phenol, up to the first ionization potential and, to the vibrational excitation Cross Sections. In addition, it were obtained integral cross sections (ICS’s) data for electron impact vibrational and electronic excitations in phenol. Triple differential cross sections (TDCS) data for the electron-impact ionization of phenol (e,2e) were generated with coplanar asymmetrical kinematics for an incident electron energy of 250 eV. Regarding to furfural, the experimental data were used along with calculations in order to assign the excited states. The good agreement between the theoretical results and the measurements allows providing the first quantitative assignment of the electronic state spectroscopy of furfural over the energy range studied.