Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Due to the problems presented with the use of photo-Fenton homogeneous system, for the decomposition of recalcitrant organic compounds, several studies have been conducted in order to replace it with heterogeneous processes. The heterogeneous reaction of photo-Fenton catalysts using iron oxide base (Fe2O3) is viable and reputable to overcome the problems presented by the homogeneous system. However, when used pure Fe2O3 has low efficiency due to the large size of the agglomerates formed, so deposition techniques on substrates used are seeking to reduce the size of the iron oxide agglomerates. Thus this study aimed to evaluate the efficiency of iron oxide nanoparticle supported on zeolite ZSM-5 mesoporous in removing organic pollutants contained in wastewater using photo-Fenton reaction system. The synthesis of zeolites ZSM-5, which served as a support, was performed using nucleating gel as driver structure and different amounts of carbon nanoparticles as mesoporosity agent. On the particles of hierarchical zeolites ZSM-5 were deposited iron oxide nanoparticles (Fe2O3). Supporters and materials after impregnation were characterized by diffraction of X-ray (DRX), scanning electron microscopy (SEM) and analysis of the adsorption / desorption of nitrogen (BET). The evaluation of different catalysts was carried out in photo-Fenton system employing different conditions reaction. From the characterization using x-ray diffraction, it was found that the only crystalline phase was formed from ZSM-5 with high crystallinity, which was adversely affected with increasing carbon content in the gel nanoparticles of crystallization. In the analysis of the BET was found that the formation of type IV isotherms, indicating the presence of mesoporosity in the ZSM-5 zeolites. It was found that with increasing content of carbon nanoparticles in the reaction medium resulted in an increase in the average size of the mesoporous formed. In the catalytic evaluation in the photo-Fenton reaction it was found that under the same reaction conditions, the iron oxide supported on hierarchical zeolite ZSM-5 showed higher activity for decomposition of dyes than pure iron oxide. It was also found that, the higher the degree of mesoporosity of support of iron oxide supported higher activity. The higher activity of supported iron oxide was attributed to the synergistic effect with the ZSM-5 zeolite, which has polar character, making the dye concentration in the catalyst system surface is high, providing conditions for the smooth progress of the reaction. / Devido aos problemas apresentados com a utilização do sistema foto-Fenton homogêneo, para a decomposição de compostos orgânicos recalcitrantes, diversos estudos tem sido realizados com a finalidade de substituí-lo por processos heterogêneos. A reação heterogênea de foto-Fenton empregando catalisadores a base de óxido de ferro (Fe2O3) é alternativa viável e bem conceituada para superar os problemas apresentados pelo sistema homogêneo. No entanto, o Fe2O3 quando utilizado puro em suspensão apresenta baixa efetividade devido ao grande tamanho dos aglomerados formados, fazendo com que técnicas de deposição sobre suportes sejam utilizadas buscando reduzir o tamanho dos aglomerados de óxido de ferro. Desta forma, este estudo objetivou avaliar a eficiência do óxido de ferro nanoparticulado suportado sobre zeólitas ZSM-5 mesoporosas na remoção de poluentes orgânicos contidos em efluentes aquosos empregando sistema foto-Fenton de reação. A síntese das zeólitas ZSM-5, que serviram de suporte, foi realizada utilizando gel nucleante como direcionador de estrutura e diferentes teores de nanopartículas de carbono como agente de mesoporosidade. Sobre as partículas das zeólitas ZSM-5 hierárquicas, foram depositadas nanopartículas de óxido de ferro (Fe2O3). Os suportes e os materiais após impregnação foram caracterizados por difração de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e análise de adsorção/dessorção de nitrogênio (BET). A avaliação dos diferentes catalisadores foi realizada em sistema foto-Fenton empregando diferentes condições de reação. Da caracterização por difração de raios-X constatou-se que a única fase cristalina formada foi da zeólita ZSM-5 com elevado grau de cristalinidade, que foi afetada de forma negativa com a elevação do teor de nanopartículas de carbono no gel de cristalização. Na análise de BET constatou-se a formação de isotermas do tipo IV, indicando que a presença de mesoporosidade nas zeólitas ZSM-5. Constatou-se que com a elevação do teor de nanopartículas de carbono no meio reacional acarretou em aumento no tamanho médio dos mesoporosos formados. Na avaliação catalítica na reação de foto-Fenton constatou-se que, nas mesmas condições de reação, o óxido de ferro suportado sobre as zeólitas ZSM-5 hierárquicas apresentou maior atividade para decomposição de corantes que o óxido de ferro puro em suspensão. Também se constatou que, quanto mais elevado o grau de mesoporosidade do suporte maior a atividade do óxido de ferro suportado. A maior atividade do óxido de ferro suportado foi atribuído ao efeito sinérgico com a zeólita ZSM-5, que possui caráter polar, fazendo com que a concentração do corante na superfície do sistema catalítico seja elevado, propiciando condições para o bom andamento da reação.

Due to increased environmental awareness, several methodologies are being studied in the quest to minimize the effect caused by the improper disposal of effluents. The treatment of these effluents is a major technological challenge, because many times, the conventional treatment technologies are not efficient to tailor it to disposal. The goal of this work is to develop new heterogeneous catalysts for the Fenton reaction, immobilized on a matrix of TiO2, with a view to application in wastewater treatment. The catalysts FeOx and TiO2 were deposited on a Ti plate through thermal decomposition, the compositions were prepared in the following ratios: 100 % FeOx; 90 % FeOx : 10 % TiO2; 70 % FeOx: 30 % TiO2; 50 % FeOx : 50 % TiO2; 30 % FeOx : 70 % TiO2; e 10% FeOx : 90% TiO2. The efficiency of the catalysts was tested in the treatment of a synthetic wastewater containing the sun yellow dye, in the absence and presence of radiation. In the absence of radiation showed a slight efficiency of the heterogeneous Fenton reaction in the reduction of dye concentration, while in the presence of radiation, there was a significant increase in the rate of oxidation dye, especially for catalysts with a low proportion of iron and the composition containing iron 100%. The greater efficiency of the photo system was associated the many processes occurring simultaneously: Photolysis - H2O2 / UV; Heterogeneous Fenton Reaction - H2O2 + Fe2+; Heterogeneous PhotoFenton Reaction - (H2O2 + Fe2+) / UV; and Photocatalysis - TiO2 / UV. Evaluating the processes the following sequence of catalytic activity for the degradation of the dye was observed: TiO2-FeOx/H2O2/UV > H2O2/UV >> TiO2-FeOx/H2O2. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Em função de maior conscientização ambiental, várias metodologias estão sendo estudadas na busca de minimizar o efeito causado pelo descarte inadequado de efluentes. O tratamento desses efluentes constitui um grande desafio tecnológico, pois, inúmeras vezes, as tecnologias de tratamento convencionais não são eficientes para adequá-lo ao descarte. O objetivo do presente trabalho é desenvolver novos catalisadores heterogêneos para a reação de Fenton, imobilizado em uma matriz de TiO2, com vistas a aplicação no tratamento de efluentes. Os catalisadores de FeOx e TiO2 foram depositados em uma placa de Ti através de decomposição térmica, nas seguintes composições: 100 % FeOx; 90 % FeOx : 10 % TiO2; 70 % FeOx: 30 % TiO2; 50 % FeOx : 50 % TiO2; 30 % FeOx : 70 % TiO2; e 10% FeOx : 90% TiO2. A eficiência dos catalisadores foi testada no tratamento de um efluente sintético contendo o corante amarelo sol, na ausência e na presença de radiação. Na ausência da radiação observou-se uma discreta eficiência da reação de Fenton heterogênea na redução da concentração do corante; já na presença de radiação, observou-se um aumento significativo na velocidade de oxidação do corante, principalmente para os catalisadores com baixa proporção de ferro e para a composição contendo 100% de ferro. A maior eficiência do sistema foto assistido se deve a vários processos ocorrendo simultaneamente: Fotólise - H2O2 / UV; Reação de Fenton Heterogêneo - H2O2 + Fe2+; Reação de Foto-Fenton Heterogêneo - (H2O2 + Fe2+) / UV; e Fotocatálise - TiO2 / UV. Avaliando-se os processos individuais a seguinte sequência de atividade catalítica para a degradação do corante foi observada: TiO2-FeOx/H2O2/UV > H2O2/UV >> TiO2-FeOx/H2O2.

A indústria moveleira em geral e de piso de madeira é caracterizada por processos a seco. Em decorrência da limpeza e lavagem de maquinário e superfícies gera águas residuárias em baixos volumes porém altamente contaminadas com substâncias recalcitrantes de difícil tratamento. Com o objetivo de oferecer uma alternativa tecnológica de fácil operação (com uso mínimo de reagentes químicos), capaz de tratar tais águas, reduzir toxicidade e aumentar biodegradabilidade do efluente, viabilizando desta forma uma etapa subsequente de tratamento biológico, o presente trabalho conduziu ensaios de tratabilidade baseados em processos oxidativos avançados com águas residuárias provenientes de lavagens em uma indústria de piso de madeira em Nybro, Suécia, com DQO inicial de aproximadamente 45.000 mg/L e pH de 2,3-2,6. Após tratamento primário in situ com redução de 89% de DQO, os seguintes processos geradores de radicais OH foram testados em escala de laboratório: ozonização sem ajuste de pH (Etapa I); ozonização com ajuste de pH (Etapa II); e ozonização + UV-C com ajuste de pH (Etapa III). Os experimentos foram realizados em semi-batelada, utilizando-se um aparato com dois reatores conectados (de O3 e de UV), entre os quais foi mantido fluxo de recirculação em contracorrente com o gás. Para o desenho experimental, utilizou-se a metodologia de planejamento fatorial do tipo Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR) utilizando-se como variáveis independentes, (i) vazão de recirculação entre os reatores (VR) com níveis variando de 0,3 a 3L/min; (ii) concentração de O3 na mistura gasosa injetada ([O3]) ou modo de dosagem cujos níveis variaram de 40 a 115 g/Nm3 e; (iii) pH inicial (Etapas II e III) com níveis que variaram de 3 a 11. A quantidade total de O3 fornecida até o final de cada ensaio foi fixada em 2 gramas de O3 para cada grama de DQO inicial (2:1). A eficiência de cada tratamento foi avaliada em função da redução de DQO, da remoção de COT e do consumo de O3. Para ozonização sem ajuste de pH foram alcançadas reduções de DQO e COT de 65 e 31% respectivamente. No tratamento com ajuste de pH sem UV, foram alcançadas reduções de DQO e COT de 85% e 43% com pHinicial = 7,0 enquanto que no tratamento com UV foi alcançada redução de DQO e COT de 93% e 56% respectivamente, com pHi = 9,38. Os resultados de respirometria com os efluentes dos tratamentos indicaram que a ozonização destas águas em pH baixo pode resultar na geração de subprodutos menos biodegradáveis. Entretanto, tais produtos não são gerados quando a ozonização é realizada em pH mais elevado (7,0), mesmo sem aplicação de UV, com doses de O3:DQOinicial menores que 1:1. O tratamento por ozonização pode, portanto, ser aplicado como uma etapa intermediária de tratamento das águas residuárias em questão, inclusive precedendo o tratamento biológico. / The wood-based industry (including the wooden floor production) is characterized by dry process but due to cleaning and washing of machineries and surfaces this industry generates low volumes of highly polluted and recalcitrant wastewater. The purpose of this study was to investigate a technological alternative, easy to operate, with minimum use of chemicals, capable to treat these wastewaters, reducing toxicity and increasing the biodegradability making it feasible the biological treatment of the effluents. In the present study, a number of treatability assays based on advanced oxidation processes (AOPs) were carried out to treat cleaning wastewater from a wooden floor industry in Nybro, Sweden, with an initial COD of approximately 45,000 mg/L and pH of 2.3-2.6. After an initial reduction of 89% of DQO through an in situ sedimentation step, the following processes generating free radicals OH were tested in lab-scale: Ozonation without pH adjustment (Phase 1); Ozonation with pH adjustment (Phase 2); and Ozonation + UV-C with pH adjustment (Phase 3). The experiments were performed in semibatch reactors using an apparatus with two connected reactors (O3 and UV); between them, the recirculation flow was kept in countercurrent with the gas flow. For the experimental design, the factorial planning of the type Central Composite Rotatable Design (DCCR) was applied with the following independent variables: (i) recirculation flow between reactors (VR) with levels varying from 0.3 to 3.0 L/min; (ii) concentration of O3 in the injected gaseous mixture ([O3]) or dose mode, with levels varying from 40 to 115 g/Nm3; (iii) initial pH (Phases 2 and 3) with levels varying from 3 to 11. The total amount of O3 supplied along the whole treatment was 2 grams of O3 per gram of initial COD (2:1). The efficiency of each treatment was based on the COD reduction, TOC removal and O3 consumption. Ozonation without pH adjustment, promoted a reduction of COD and COT of 65 and 31% respectively. Ozonation with pH adjustment to pHinitial = 7.0 reduced COD and TOC in 85% and 43% respectively. Ozonation, UV and pH adjustment to pHinitial = 9.38 reduced COD and TOC in 93% and 56% respectively. The results of the respirometry tests with the effluent from the AOP treatments without pH adjustment suggested that such treatment generates byproducts, which are even less biodegradable than those found in the wastewater before treatment. However, such products are not generated when ozonation is carried out in higher pH (7.0), even without UV and O3:DQOi doses lower than 1:1. The treatment with O3, can be useful as an intermediate treatment step for the studied wastewater, and be placed before biological treatment.

A vinhaça é o principal resíduo obtido na produção de álcool, açúcar e aguardente, sendo considerado um efluente de alto poder poluente e fertilizante. Sem o devido tratamento, quando lançada nos rios compromete a sobrevivência de diversos seres aquáticos e quando utilizada como fertilizante, o efluente não tratado pode contaminar lençóis freáticos e afetar os seres terrestres. O objetivo deste trabalho consistiu em avaliar a eficiência e aplicação da fotocatálise heterogênea com TiO2, seguido por um tratamento biológico (lodo ativado) para a redução da carga orgânica do efluente em questão. A caracterização da vinhaça in natura e tratada foi realizada empregando-se métodos estabelecidos e otimizados [DQO, NPOC, DBO5, Análise de Elementos via Absorção Atômica, Fenol, Nitrogênio (orgânico e amoniacal) e Sólidos (ST, STF, STV)]. Por meio de planejamentos fatoriais completos foram determinadas as melhores condições experimentais posterior aos tratamentos fotocatalítico e biológico, tendo como variável resposta a redução de NPOC. Uma caracterização morfológica (DRX, BET e MEV-EDS) da estrutura de TiO2 anatase e rutilo também foi realizada. Após o processo fotocatalítico, a amostra do melhor experimento foi tratada por um processo biológico, a fim de verificar a eficiência de degradação da matéria orgânica do efluente estudado através do sistema híbrido (POA - SLA). Este sistema apresentou maior eficiência tendo como fatores do tratamento fotoquímico 180 minutos de reação, com aeração, pH 9 e efluente in natura; e pH 8 e concentração do lodo de 5 g L-1 no tratamento biológico. A redução de DBO alcançada foi superior a 80 %. / Vinasse is the main residue obtained by the production of alcohol, sugar and blue rum. It is considered a high power pollutant effluent and fertilizer. Untreated vinasse into ponds and rivers make the environment unsafe, especially, to different aquatic species and, when used as a fertilizer, the untreated effluent may contaminate freatic water beds and affect terrestrial species. The aim of this work consists of evaluating the efficiency and application of heterogeneous photocatalysis with TiO2, followed by a biological treatment (activated sludge system) to reduce organic load in the referred effluent. The characterization of vinasse in natura is carried out by the use of established and optimized methods [DQO, NPOC, DBO5, Elemental Analysis by Atomic Absorption, Phenol, Nitrogenium (organic and ammoniacal) and Solids (TS, FTS, VTS)]. Complete factorial designs indicated the best experimental conditions subsequent to photacatalytic and biological treatments providing a reduction of NPOC as a variable response. A morphological evaluation (XRD, B.E.T and SEM-EDS) of anatase and rutile phase of TiO2 structure was also performed. After the photocatalytic process, the sample of the best experiment was treated by a biological process in order to verify the degradation efficiency of the effluent organic matter studied according to the hybrid system (AOP - Activated Sludge System). This system, which presented more efficiency, had a photochemical treatment of 180 minutes carried out in aerated solutions, pH 9 and effluent in natura, while the biological treatment was performed at pH 8 and sludge concentration of 5 g L-1. The reduction of BOD was more than 80%.

Submitted by ANA PAULA BARBOSA RODRIGUES DE FREITAS null (anapaula_b22@yahoo.com.br) on 2016-08-02T23:34:18Z No. of bitstreams: 1 Tese Doutorado - Ana Paula Barbosa Rodrigues de Freitas Final.pdf: 2474072 bytes, checksum: 89629b7295e607d20073a144561101a1 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-08-05T13:02:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 freitas_apbr_dr_guara.pdf: 2474072 bytes, checksum: 89629b7295e607d20073a144561101a1 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-05T13:02:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 freitas_apbr_dr_guara.pdf: 2474072 bytes, checksum: 89629b7295e607d20073a144561101a1 (MD5) Previous issue date: 2016-07-05 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O objetivo deste trabalho foi a aplicação de técnicas de otimização envolvendo múltiplas respostas em problemas da área ambiental, mais especificamente no tratamento de efluentes fenólicos. O efluente é oriundo da Brasquip Ambiental, que é uma empresa de engenharia e prestação de serviços. A otimização foi realizada pelos métodos GRG, Desirability, Simulação Monte Carlo Estocástica. Neste trabalho o efluente foi degradado por meio de processos alternativos; os Processos Oxidativos Avançados. No estudo desenvolvido, as variáveis respostas utilizadas foram: % remoção de Carbono Orgânico Total, Demanda Química de Oxigênio e Fenóis Totais. A função Compromisse Programming foi aplicada como um método de aglutinação, sendo também, comparada com os resultados obtidos pelos métodos Desirabilty. As variáveis de decisão, ou variáveis entrada, obtidas na Simulação Monte Carlo Estocástico, nos métodos Desirability e GRG foram validados experimentalmente. Logo, as remoções obtidas para o Arranjo Ortogonal de Taguchi e do Método de Superfície de Resposta (MSR) foram significativas para as variáveis respostas obtidas, mas a remoção de fenóis totais foi a mais significativa. No estudo estocástico, os valores experimentais obtidos do Taguchi e do MSR também apresentaram-se relevantes para a mineralização do efluente fenólico. Os resultados obtidos experimentalmente da Simulação Monte Carlo Estocástica apresentaram próximos dos obtidos pelo software, sendo que o algoritmo utilizado foi o Optquest. A função CP apresentou valores relevantes para a degradação do efluente, sendo que para este trabalho a Simulação Monte Carlo Estocástica e GRG foram mais significativos se comparado com método Desirability. / The objective of this work was the application of multiple optimization techniques involving responses from environmental problems, specifically in the treatment of phenolic wastewater. The effluent comes from the Environmental Brasquip, which is an engineering company and services. The optimization was performed by the methods GRG, Desirability, Monte Carlo Simulation Stochastic. In this work the effluent was degraded by alternative processes; the Advanced Oxidation Processes. In the study, the variables used responses were:% removal of Total Organic Carbon, Chemical Oxygen Demand and Total Phenols. The Compromisse Programming function has been applied as an agglutination method, also being compared with the results obtained by Desirabilty methods. The decision variables, or variables input obtained in Monte Carlo simulation Stochastic in Desirability methods and GRG were validated experimentally. So removals obtained for Orthogonal Arrangement Taguchi and Response Surface Method (RSM) were significant to the variable responses obtained, but the removal of total phenols was the most significant. In stochastic study, the experimental values and the Taguchi MSR also showed themselves relevant for the mineralization of the phenolic effluent. The experimental results of Monte Carlo Simulation of Stochastic presented near obtained by software, whereas the algorithm used was OptQuest. The CP function showed significant values for degradation of effluent, and for this work to Monte Carlo Simulation Stochastic and GRG were more significant compared with Desirability method.

Orientador: Messias Borges Silva / Coorientador: Aneirson Francisco da Silva / Coorientadora: Marcela Aparecida Guerreiro Machado / Banca: Fernando Augusto Silva Marins / Banca: Antonio Fernando Branco Costa / Banca: Fabrício Maciel Gomes / Banca: Lívia Melo Carneiro / Resumo: O objetivo deste trabalho foi a aplicação de técnicas de otimização envolvendo múltiplas respostas em problemas da área ambiental, mais especificamente no tratamento de efluentes fenólicos. O efluente é oriundo da Brasquip Ambiental, que é uma empresa de engenharia e prestação de serviços. A otimização foi realizada pelos métodos GRG, Desirability, Simulação Monte Carlo Estocástica. Neste trabalho o efluente foi degradado por meio de processos alternativos; os Processos Oxidativos Avançados. No estudo desenvolvido, as variáveis respostas utilizadas foram: % remoção de Carbono Orgânico Total, Demanda Química de Oxigênio e Fenóis Totais. A função Compromisse Programming foi aplicada como um método de aglutinação, sendo também, comparada com os resultados obtidos pelos métodos Desirabilty. As variáveis de decisão, ou variáveis entrada, obtidas na Simulação Monte Carlo Estocástico, nos métodos Desirability e GRG foram validados experimentalmente. Logo, as remoções obtidas para o Arranjo Ortogonal de Taguchi e do Método de Superfície de Resposta (MSR) foram significativas para as variáveis respostas obtidas, mas a remoção de fenóis totais foi a mais significativa. No estudo estocástico, os valores experimentais obtidos do Taguchi e do MSR também apresentaram-se relevantes para a mineralização do efluente fenólico. Os resultados obtidos experimentalmente da Simulação Monte Carlo Estocástica apresentaram próximos dos obtidos pelo software, sendo que o algoritmo utilizado foi o Optqu... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The objective of this work was the application of multiple optimization techniques involving responses from environmental problems, specifically in the treatment of phenolic wastewater. The effluent comes from the Environmental Brasquip, which is an engineering company and services. The optimization was performed by the methods GRG, Desirability, Monte Carlo Simulation Stochastic. In this work the effluent was degraded by alternative processes; the Advanced Oxidation Processes. In the study, the variables used responses were:% removal of Total Organic Carbon, Chemical Oxygen Demand and Total Phenols. The Compromisse Programming function has been applied as an agglutination method, also being compared with the results obtained by Desirabilty methods. The decision variables, or variables input obtained in Monte Carlo simulation Stochastic in Desirability methods and GRG were validated experimentally. So removals obtained for Orthogonal Arrangement Taguchi and Response Surface Method (RSM) were significant to the variable responses obtained, but the removal of total phenols was the most significant. In stochastic study, the experimental values and the Taguchi MSR also showed themselves relevant for the mineralization of the phenolic effluent. The experimental results of Monte Carlo Simulation of Stochastic presented near obtained by software, whereas the algorithm used was OptQuest. The CP function showed significant values for degradation of effluent, and for this work to Monte... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

A indústria moveleira em geral e de piso de madeira é caracterizada por processos a seco. Em decorrência da limpeza e lavagem de maquinário e superfícies gera águas residuárias em baixos volumes porém altamente contaminadas com substâncias recalcitrantes de difícil tratamento. Com o objetivo de oferecer uma alternativa tecnológica de fácil operação (com uso mínimo de reagentes químicos), capaz de tratar tais águas, reduzir toxicidade e aumentar biodegradabilidade do efluente, viabilizando desta forma uma etapa subsequente de tratamento biológico, o presente trabalho conduziu ensaios de tratabilidade baseados em processos oxidativos avançados com águas residuárias provenientes de lavagens em uma indústria de piso de madeira em Nybro, Suécia, com DQO inicial de aproximadamente 45.000 mg/L e pH de 2,3-2,6. Após tratamento primário in situ com redução de 89% de DQO, os seguintes processos geradores de radicais OH foram testados em escala de laboratório: ozonização sem ajuste de pH (Etapa I); ozonização com ajuste de pH (Etapa II); e ozonização + UV-C com ajuste de pH (Etapa III). Os experimentos foram realizados em semi-batelada, utilizando-se um aparato com dois reatores conectados (de O3 e de UV), entre os quais foi mantido fluxo de recirculação em contracorrente com o gás. Para o desenho experimental, utilizou-se a metodologia de planejamento fatorial do tipo Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR) utilizando-se como variáveis independentes, (i) vazão de recirculação entre os reatores (VR) com níveis variando de 0,3 a 3L/min; (ii) concentração de O3 na mistura gasosa injetada ([O3]) ou modo de dosagem cujos níveis variaram de 40 a 115 g/Nm3 e; (iii) pH inicial (Etapas II e III) com níveis que variaram de 3 a 11. A quantidade total de O3 fornecida até o final de cada ensaio foi fixada em 2 gramas de O3 para cada grama de DQO inicial (2:1). A eficiência de cada tratamento foi avaliada em função da redução de DQO, da remoção de COT e do consumo de O3. Para ozonização sem ajuste de pH foram alcançadas reduções de DQO e COT de 65 e 31% respectivamente. No tratamento com ajuste de pH sem UV, foram alcançadas reduções de DQO e COT de 85% e 43% com pHinicial = 7,0 enquanto que no tratamento com UV foi alcançada redução de DQO e COT de 93% e 56% respectivamente, com pHi = 9,38. Os resultados de respirometria com os efluentes dos tratamentos indicaram que a ozonização destas águas em pH baixo pode resultar na geração de subprodutos menos biodegradáveis. Entretanto, tais produtos não são gerados quando a ozonização é realizada em pH mais elevado (7,0), mesmo sem aplicação de UV, com doses de O3:DQOinicial menores que 1:1. O tratamento por ozonização pode, portanto, ser aplicado como uma etapa intermediária de tratamento das águas residuárias em questão, inclusive precedendo o tratamento biológico. / The wood-based industry (including the wooden floor production) is characterized by dry process but due to cleaning and washing of machineries and surfaces this industry generates low volumes of highly polluted and recalcitrant wastewater. The purpose of this study was to investigate a technological alternative, easy to operate, with minimum use of chemicals, capable to treat these wastewaters, reducing toxicity and increasing the biodegradability making it feasible the biological treatment of the effluents. In the present study, a number of treatability assays based on advanced oxidation processes (AOPs) were carried out to treat cleaning wastewater from a wooden floor industry in Nybro, Sweden, with an initial COD of approximately 45,000 mg/L and pH of 2.3-2.6. After an initial reduction of 89% of DQO through an in situ sedimentation step, the following processes generating free radicals OH were tested in lab-scale: Ozonation without pH adjustment (Phase 1); Ozonation with pH adjustment (Phase 2); and Ozonation + UV-C with pH adjustment (Phase 3). The experiments were performed in semibatch reactors using an apparatus with two connected reactors (O3 and UV); between them, the recirculation flow was kept in countercurrent with the gas flow. For the experimental design, the factorial planning of the type Central Composite Rotatable Design (DCCR) was applied with the following independent variables: (i) recirculation flow between reactors (VR) with levels varying from 0.3 to 3.0 L/min; (ii) concentration of O3 in the injected gaseous mixture ([O3]) or dose mode, with levels varying from 40 to 115 g/Nm3; (iii) initial pH (Phases 2 and 3) with levels varying from 3 to 11. The total amount of O3 supplied along the whole treatment was 2 grams of O3 per gram of initial COD (2:1). The efficiency of each treatment was based on the COD reduction, TOC removal and O3 consumption. Ozonation without pH adjustment, promoted a reduction of COD and COT of 65 and 31% respectively. Ozonation with pH adjustment to pHinitial = 7.0 reduced COD and TOC in 85% and 43% respectively. Ozonation, UV and pH adjustment to pHinitial = 9.38 reduced COD and TOC in 93% and 56% respectively. The results of the respirometry tests with the effluent from the AOP treatments without pH adjustment suggested that such treatment generates byproducts, which are even less biodegradable than those found in the wastewater before treatment. However, such products are not generated when ozonation is carried out in higher pH (7.0), even without UV and O3:DQOi doses lower than 1:1. The treatment with O3, can be useful as an intermediate treatment step for the studied wastewater, and be placed before biological treatment.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:01:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CarlosEMJ_TESE.pdf: 1404904 bytes, checksum: 3029c558b265d6dfdac69a6fac1ef20c (MD5) Previous issue date: 2010-05-24 / An evaluation project was conducted on the technique of treatment for effluent oil which is the deriving process to improve cashews. During the evaluation the following techniques were developed: advanced processes of humid oxidation, oxidative processes, processes of biological treatment and processes of adsorption. The assays had been carried through in kinetic models, with an evaluation of the quality of the process by means of determining the chemical demand of oxygen (defined as a technique of control by means of comparative study between the available techniques). The results demonstrated that the natural biodegradation of the effluent ones is limited, as result using the present natural flora in the effluent one revealed impracticable for an application in the industrial systems, independent of the evaluation environment (with or without the oxygen presence). The job of specific microorganisms for the oily composite degradation developed the viability technique of this route, the acceptable levels of inclusion in effluent system of treatment of the improvement of the cashew being highly good with reasonable levels of removal of CDO. However, the use combined with other techniques of daily pay-treatment for these effluent ones revealed to still be more efficient for the context of the treatment of effluent and discarding in receiving bodies in acceptable standards for resolution CONAMA 357/2005. While the significant generation of solid residues the process of adsorption with agroindustrial residues (in special the chitosan) is a technical viable alternative, however, when applied only for the treatment of the effluent ones for discarding in bodies of water, the economic viability is harmed and minimized ambient profits. Though, it was proven that if used for ends of I reuse, the viability is equalized and justifies the investments. There was a study of the photochemistry process which have are applicable to the treatment of the effluent ones, having resulted more satisfactory than those gotten for the UV-Peroxide techniques. There was different result on the one waited for the use of catalyses used in the process of Photo. The catalyses contained the mixing oxide base of Cerium and Manganese, incorporated of Potassium promoters this had presented the best results in the decomposition of the involved pollutants. Having itself an agreed form the gotten photochemistry daily paytreatment resulted, then after disinfection with chlorine the characteristics next the portability to the water were guarantee. The job of the humid oxidation presented significant results in the removal of pollutants; however, its high cost alone is made possible for job in projects of reuses, areas of low scarcity and of raised costs with the capitation/acquisition of the water, in special, for use for industrial and potable use. The route with better economic conditions and techniques for the job in the treatment of the effluent ones of the improvement of the cashew possesses the sequence to follow: conventional process of separation water-oil, photochemistry process and finally, the complementary biological treatment / Neste trabalho foram avaliadas t?cnicas de tratamento para os efluentes oleosos oriundos do processo de beneficiamento da castanha de caju. As t?cnicas avaliadas foram: processos de oxida??o ?mida, processos oxidativos avan?ados, processos de tratamento biol?gico e processos de adsor??o. Os ensaios foram realizados com propostas de modelos cin?ticos, com monitoramento da qualidade dos processos por meio da determina??o da demanda qu?mica de oxig?nio (definida como t?cnica de controle por meio de estudo comparativo entre as t?cnicas dispon?veis). Os resultados demonstram que a biodegrada??o natural dos efluentes ? limitada, e os resultados utilizando da flora natural presente no efluente mostrou-se invi?vel para aplica??o em sistemas industriais, independente do ambiente de avalia??o (com ou sem a presen?a de oxig?nio). O emprego de microorganismos espec?ficos para a degrada??o de compostos oleosos incrementou a viabilidade t?cnica dessa rota,em n?veis adequados para aplica??o em sistemas de tratamento de efluentes do beneficiamento da castanha, tendo-se uma boa expressividade, com remo??o da DQO. Por?m, o uso combinado com outras t?cnicas de pr?-tratamento para esses efluentes mostrou-se ainda mais eficiente para o contexto do tratamento de efluentes e descarte em corpos receptores dentro dos padr?es preconizados pela resolu??o CONAMA 357/2005. Apesar da gera??o significativa de res?duos s?lidos, o emprego do processo de adsor??o com res?duos agroindustriais (em especial a quitosana) ? uma alternativa tecnicamente vi?vel, por?m, quando aplicada apenas para o tratamento dos efluentes para o descarte em corpos d ?gua, a viabilidade econ?mica ? prejudicada e os ganhos ambientais minimizados. Por?m, foi comprovado que se utilizado para fins de reuso, a viabilidade ? equiparada e justifica os investimentos. Os processos fotoqu?micos s?o aplic?veis ao tratamento dos efluentes estudados, tendo-se como resultados mais satisfat?rios aqueles obtidos para as t?cnicas de UV-Per?xido. Sendo o resultado diferente do esperado pela utiliza??o de catalisadores usados no processo de Foto-Fenton. Os catalisadores a base de ?xido misto de C?rio e Mangan?s, incorporado de promotores de Pot?ssio, apresentaram os melhores resultados na decomposi??o dos poluentes envolvidos. Os resultados obtidos de forma combinada ao pr?-tratamento fotoqu?mico, ap?s desinfec??o com cloro, garantem caracter?sticas pr?ximas a potabilidade da ?gua. O emprego da oxida??o ?mida apresenta resultados muito significativos na remo??o de poluentes, entretanto, o seu alto custo s? ? viabilizado para emprego em projetos de reuso, em ?reas de baixa escassez e de elevados custos com a capta??o/aquisi??o da ?gua, em especial, para utiliza??o para uso industrial e pot?vel. A rota com melhores condi??es econ?micas e t?cnicas para o emprego no tratamento dos efluentes do beneficiamento da castanha de caju, possui a seq??ncia a seguir: processo convencional de separa??o ?gua-?leo, processo fotoqu?mico e por fim, o tratamento biol?gico complementar

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:01:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AndreLNM_TESE.pdf: 4268962 bytes, checksum: de5aa1c7c5c862a403661069ce859de2 (MD5) Previous issue date: 2010-12-17 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / Increasing concern with the environment, in addition to strict laws, has induced the industries to find altenatives to the treatment of their wastes. Actually, the oil industry has sought solutions to overcome a big environmental problem, i.e., oil field produced water being discharged to the sea. These effluents have organic compounds dissolved, such as polycyclic aromatic hydrocarbons, phenols, benzene, toluene, ethylbenzene and xylenes (BTEX). These compounds are difficult to be removed and have high toxicity. The advanced oxidation processes - AOP are effective to degradation of these organic compounds, because they generate hydroxyl radicals with high potential of oxidation. This work includes the reactor photochemical development applied in the photodegradation treatment (by photo-Fenton process) of wastewaters containing organic compounds dissolved, aiming at treatment and recovery the oil field produced water. The studied reactor allowed the evaluation of two ultraviolet radiation sources that is the main factor to describe the feasibility of the photo?Fenton treatment, i.e., sun and black light fluorescent lamps, and other relevant variables the process: concentration of reagents, irradiated area and also various reactor configurations to maximize the use of radiation. The organic matter degradation was verified with samples collected during the experimental and analyzed with a total organic carbon analyzer (TOC), which expressed the results in terms of mgC/L. The solar radiation was more effective than radiation from the lamps. it's an important factor for the operation costs cutting. Preliminary experiments applied to oil field produced water treatment have showed satisfactory results, reducing up to 76 % of organic matter / A crescente preocupa??o com o meio ambiente, al?m de leis cada vez mais r?gidas para quem polui, tem feito as ind?strias buscarem alternativas para o tratamento de seus res?duos. Nos ?ltimos anos, a ind?stria de petr?leo, especificamente, tem procurado meios de remediar um de seus maiores problemas ambientais: o descarte abundante das ?guas produzidas em campos de produ??o, que, ap?s serem tratadas, s?o em sua maioria lan?adas ao mar. Tais efluentes cont?m compostos org?nicos dissolvidos de dif?cil remo??o e alta toxicidade, como hidrocarbonetos polic?clicos arom?ticos - HP A, fen?is, benzeno, tolueno, etilbenzeno e xilenos (BTEX). Os processos oxidativos avan?ados - POA t?m-se mostrado eficazes na degrada??o de compostos org?nicos, pois geram subst?ncias (radicais hidroxila) com elevado potencial de oxida??o, capazes de degradar estes compostos. O presente trabalho contempla o desenvolvimento de um reator fotoqu?mico aplicado no tratamento fotodegradativo (via processo foto-Fenton) de efluentes contendo compostos org?nicos dissolvidos, visando aplica??o no tratamento e recupera??o das ?guas produzidas. Utilizando um efluente modelo contendo fenol, este reator permitiu empregar e avaliar duas fontes emissoras de radia??o ultravioleta (principal fator que contribui para viabilidade ou n?o da aplica??o deste tipo de processo), o sol e l?mpadas fluorescentes de luz negra, al?m de outras vari?veis relevantes ao processo como concentra??o de reagentes e ?rea irradiada (este, que demonstrou ser um dos fatores que tem maior - e positiva - influ?ncia no processo) e ainda diversas configura??es do reator de modo a maximizar o aproveitamento da radia??o. Para verificar o processo de degrada??o da mat?ria org?nica, amostras foram coletadas durante os ensaios experimentais e analisadas com um analisador de carbono org?nico total (COT), o qual expressa os resultados em termos mgC/L. A radia??o solar mostrou-se mais eficaz do que a proveniente das l?mpadas, sendo um fator importante para a redu??o dos custos de opera??o deste processo. Testes do sistema aplicado ? ?gua produzida apresentaram resultados bastante satisfat?rios, reduzindo em at? 76 % a carga org?nica

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