Orientador: Bruno Coraucci Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-25T02:14:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marques_Adriana_M.pdf: 1587467 bytes, checksum: 87b1eed8c16c15a48054969fddf06d83 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Pesquisas de métodos de desinfecção alternativos à cloração vêm sendo desenvolvidas e dentre elas destacam-se a radiação ultravioleta e os processos oxidativos envolvendo geração do radical hidroxila ·OH, por meio da fotólise com uso do peróxido de hidrogênio, as quais foram investigadas neste trabalho. Utilizou-se um fotoreator linear com uma lâmpada germicida e o efluente foi bombeado com fluxo contínuo por meio de passagem única e coletado na saída para as análises físicas químicas e bacteriológicas. Os micro-organismos indicadores foram coliformes totais e fecais provenientes dos efluentes da lagoa anaeróbia. Os parâmetros monitorados nos ensaios fotoliticos e nos ensaios de mistura completa do peróxido de hidrogênio foram cor, turbidez, alcalinidade, sólidos em suspensão, pH e DQO. Os parâmetros de controle de desinfecção UV e UV/H2O2 foram a dose de radiação UV, carga bacteriana pré e pós - desinfecção, tempo de contato e volume e concentração do peróxido de hidrogênio. Os resultados demonstraram que os processos apresentaram eficiência de desinfecção bastantes significativos. No processo utilizando H2O2 com dose de 10 mg/L e tempo de contato de 45 minutos, atingui-se remoções significantes mas não totais de E.coli e coliformes fecais; enquanto que no processo fotolítico com dose de cerca de 25 mW.s/cm2 combinado com o H2O2 a remoção alcançou 99,99% para o referido parâmetro. O processo UV/H2O2 demonstrou ser o mais eficiente em comparação a UV e H2O2 permite a diminuição do volume utilizado de peróxido e do tempo de contato para uma dose de UV relativamente baixa variando de 20 a 35 mW.s/cm2 obtendo uma remoção superior a 4 ordens de magnitude / Abstract: Some alternative disinfection methods to chlorination have been developing recently, and among these, the UV irradiation and oxidation processes involving generation of OH. The use of hydrogen peroxide (H2O2), had deserved special attention, and were investigated in this work. For this purpose, it was utilized inline UV-reator with a germicide lamp. The effluent was mixed with hydrogen peroxide and was conducted through the channel of the reactor by a continue flow. The faecal micro-organisms E.coli and total coliformes were utilized as a pollution indicator combed through the entrance by a continue flow the process to be analysed. The parameters monitored in these process were colour, turbidity, alkalinity, COD and faecal coliformes. The control parameters of UV and H2O2. The results shown that both disinfection processes were efficient for anaerobic lagoon treatment. In the H2O2 process with 10 mg/L and 45 minutes. It was necessary to remove of 3 orders of magnitude faecal and total coliformes. The results shown also that the combined processes are more efficient in the microorganisms inactivation, and whereas for the low doses as 20-35 mWs/cm2 are able to remove 4 magnitude orders remove 4 orders of magnitude / Mestrado / Saneamento e Ambiente / Mestra em Engenharia Civil

Orientador: José Roberto Guimarães / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-23T01:48:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_CaioAlexandreAugustoRodriguesda_D.pdf: 5160272 bytes, checksum: ae6b16aeb8851a3f7a722c3a4fb1e054 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Nesse trabalho foi avaliada a degradação de flumequina (500 ?g L-1) por processo físico (fotólise-UV254), químico (peroxidação-H2O2) e oxidativos avançados (fotoperoxidação-UV/H2O2, fotocatálise heterogênea-UV/TiO2, reagente de Fenton-Fe(II)/H2O2, foto-Fenton-UV/Fe(II)/H2O2, eletroquímico e foto-eletroquímico) em um reator fotoquímico de recirculação em batelada. Os processos UV/H2O2 (CH2O2 inicial = 1,0 mmol L-1) e a fotocatálise (CTiO2 suspensão = 0,62 mmol L-1) foram os processos mais eficientes, reduzindo cerca de 85% da flumequina em 15 min de reação. A fotólise provocou a degradação da flumequina em 91,2% em 60 min de ensaio, enquanto que o processo foto-Fenton 94%, quando usados 10,0 e 0,25 mmol L-1 de H2O2 e Fe(II), respectivamente. Por outro lado, a peroxidação (CH2O2 = 1,0 mmol L-1) e o reagente de Fenton (CFe(II) = 2,0 mmol L-1 e CH2O2 = 0,5 mmol L-1) não atingiram mais de 10% e 40 % de degradação, respectivamente, após 60 min de reação. Os processos eletroquímico e foto-químico atingiram aproximadamente 82 e 85% de degradação da flumequina, após 60 min de reação quando aplicado 45 mA cm-2. A diminuição da atividade antimicrobiana das soluções submetidas aos processos oxidativos avançados foi proporcional à concentração residual da flumequina na solução. Não foi observada atividade antimicrobiana residual nas soluções submetidas aos seguintes processos oxidativos avançados e condições: UV/ H2O2 (CH2O2 = 1,0 mmol L-1, 30 min de reação), UV/TiO2 (CTiO2 = 0,62 mmol L-1, 30 min de reação), foto-Fenton (CFe(II) = 0,25 mmol L-1 e CH2O2 = 10 mmol L-1, 60 min de reação) e foto-eletroquímico (45 mA cm-2 e 60 min de reação). Os intermediários formados foram monitorados em 10, 15 e 30 min de reação nos processos oxidativos avançados e fotólise, e foi observado que os intermediários propostos possuíam uma atividade antimicrobiana menor que a flumequina. A eficiência dos processos UV/ H2O2 e UV/TiO2 (1,0 mmol L-1 e 0,62 mmol L-1 de H2O2 e TiO2) foi próximo a 100%, removendo totalmente a atividade antimicrobiana da solução / Abstract: This work evaluated the degradation of flumequine (500 ?g L-1) by physical process (photolysis-UV254), chemical process (H2O2 - peroxidation) and advanced oxidation processes (photoperoxidation - UV/H2O2, heterogeneous photocatalysis - UV/TiO2, Fenton's reagent - Fe(II)/H2O2, photo-Fenton - UV/Fe(II)/H2O2) in a batch-recirculation photochemical reactor. The processes UV/H2O2 (CH2O2 = 1.0 mmol L-1) and photocatalysis (CTiO2 suspension = 0.62 mmol L-1) are the most efficient ones, reducing about 85% of the flumequine in 15 min of reaction time. The photolysis caused 91.2% of flumequine degradation after 60 min of assay, while the photo-Fenton process degraded 94% of the drug when used 10.0 and 0.25 mmol L-1 of H2O2 and Fe(II), respectively. Moreover, peroxidation (CH2O2 = 1,0 mmol L-1) and Fenton's reagent (CFe(II) = 2.0 mmol L-1 and CH2O2 = 0.5 mmol L-1) did not achieve more than 10% and 40% degradation, respectively, after 60 min of reaction. Eletrochemical and photo-eletrochemical processes degraded about 82% and 85%, respectively, after 60 min of reaction at 45 mA cm-2. The decrease of the solutions antimicrobial activity subjected to advanced oxidation processes was proportional to the residual concentration of flumequine in the solution. There was no residual antimicrobial activity in the solutions subjected to the following advanced oxidation processes and conditions: UV/H2O2 (CH2O2 = 1.0 mmol L-1, 30 min of reaction), UV/TiO2 (CTiO2 = 0.62 mmol L-1, 30 min of reaction), photo-Fenton (CFe(II) = 0.25 mmol L-1 and CH2O2 = 10 mmol L-1, 60 min of reaction) and photo-eletrochemical (45 mA cm-2, 60 min of reaction). The intermediates formed were monitored at 10, 15 and 30 min of reaction in photolysis and advanced oxidation processes, where it was observed that the proposed byproducts owned a lower antimicrobial activity than flumequine. The efficiency of the processes UV/H2O2 and UV/TiO2 (1.0 mmol L-1 and 0.62 mmol L-1 of H2O2 and TiO2, respectively) was close to 100%, entirely removing the antimicrobial activity of the solution / Doutorado / Saneamento e Ambiente / Doutor em Engenharia Civil

Orientador: José Roberto Guimarães / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-19T19:11:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Barbosa_IzabelaMajor_M.pdf: 2150780 bytes, checksum: 874939a28cdf8546758349402fb228e2 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: A abamectina é uma avermectina amplamente utilizada como antiparasitário na pecuária. Os processos selecionados para degradação do fármaco veterinário foram fotólise (UV), peroxidação (H2O2), peroxidação assistida por luz ultravioleta (UV/H2O2), reagente de Fenton e foto-Fenton. A concentração inicial de abamectina foi de 500 ?g L-1 e cada ensaio teve duração de 600 segundos... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: Abamectin is widely used as a pest control in livestock. Photolysis (UV), peroxidation (H2O2), peroxidation assisted by ultraviolet light (UV/H2O2), Fenton's reagent and photo- Fenton were selected for the degradation of this veterinary drug. The initial concentration of abamectin was 500 ?g L-1 and each test was carried out during 600 seconds....Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Mestrado / Saneamento e Ambiente / Mestre em Engenharia Civil

Orientador: José Roberto Guimarães / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-21T02:45:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DalBosco_SandraMaria_D.pdf: 1640850 bytes, checksum: 320db8502d6cebf6f31820fec9e7739d (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Neste trabalho foi avaliada a degradação de ivermectina em solução aquosa (500 ?g L-1) pelos processos de peroxidação, fotólise, peroxidação assistida por luz ultravioleta, reagente de Fenton, foto-Fenton, fotocatálise com TiO2 em suspensão, eletroquímico e fotoeletroquímico. A peroxidação foi ineficaz independentemente da concentração de H2O2 utilizada (0,5 - 10 mmol L-1). A fotólise e a peroxidação assistida por luz ultravioleta apresentaram eficiências superiores a 98% em 300 s de reação (dose de 1.410 mJ cm-2). No processo de degradação Fenton, quando utilizado 1,0 mmol L-1de Fe(II) e 5,0 mmol L-1 de H2O2, a eficiência máxima foi de 80% em 60 s. No foto-Fenton as degradações atingiram 99 % em 600 s de reação. Na fotocatálise com TiO2 em suspensão houve uma degradação de 90% para uma dose de radiação de 1.410 mJ cm-2, e 97% para 2.820 mJ cm-2. No processo eletroquímico em 60 s de reação a eficiência foi entre 50 e 60%, e em 600 s entre 60 e 70% em todas as condições de densidade de corrente elétrica (13,6 a 40,9 mA cm-2) e concentrações de eletrólito suporte (0,01 a 0,25 mmol L-1 de K2SO4) avaliadas. O processo fotoeletroquímico apresentou eficiência de degradação próxima a 95% em 300 s de reação, independentemente das concentrações de eletrólito suporte e densidades de corrente elétrica empregadas. De forma geral, as reduções da toxicidade aguda, utilizando-se o microcrustáceo Daphnia similis como organismo-teste, foram diretamente proporcionais às eficiências de degradação. Ao final de 600 s não foi observada toxicidade nas soluções submetidas aos processos de fotólise, peroxidação assistida por luz ultravioleta, reagente de Fenton (1,0 e 5,0 mmol L-1 de Fe(II) e H2O2, respectivamente), foto-Fenton (todas as condições avaliadas) e fotocatálise com TiO2/H2O2 (0,12 e 0,01 mmol L-1 de TiO2 e H2O2, respectivamente) / Abstract: Ivermectin degradation (500 ?g L-1) by peroxidation, photolysis, peroxidation assisted by UV radiation, Fenton's reagent, photo-Fenton, photocatalysis with TiO2 in suspension, electrochemical, and photoelectrochemical processes were evaluated. Peroxidation was ineffective regardless of H2O2 concentration used (0.5 - 10 mmol L-1). The photolysis and peroxidation assisted by UV radiation reached 98% of degradation in 300 s of reaction (dose of 1410 mJ cm -2). The maximum efficiency in Fenton process was 80% for 60 s (1.0 mmol L-1 Fe(II) and 5.0 mmol L-1 H2O2. For photo-Fenton the degradation efficiency reached 99% in 600 s reaction. In photocatalysis assays the degradation was 90% for a radiation dose of 1410 mJ cm-2 and 97% for 2820 mJ cm-2. In the electrochemical process the efficiency ranged from 50% to 60% in 60 s of reaction and from 60% to 70% in 600 s when the current density ranged from 13.6 to 40.9 mA cm-2 (supporting electrolyte concentration of 0.01 and 0.25 mmol L-1). The photoelectrochemical process presented 95% of degradation efficiency in 300 s of reaction, regardless of the electrolyte concentrations and electrical current densities employed. In general, the acute toxicity reductions using the micro-organism Daphnia similis as organism-test were directly proportional to the efficiencies of degradation. In 600 s of the reaction, no toxicity was observed in the solution submitted to photolysis, peroxidation assisted by UV radiation, Fenton's reagent (1.0 mmol L-1 of Fe(II) and 5.0 mmol L-1 of H2O2), photo-Fenton (all conditions studied), and photocatalysis with TiO2/H2O2 (0.12 and 0.01 mmol L-1 of TiO2 and H2O2, respectively) processes / Doutorado / Saneamento e Ambiente / Doutora em Engenharia Civil

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:08:28Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo9475_1.pdf: 1615933 bytes, checksum: 0a06934fcd311fa28bb4f084fffeb208 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2012 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A exploração, a produção e o transporte de petróleo e seus derivados podem levar à geração de efluentes que são tratados em geral por processos biológicos (lagoas aeradas, lodos ativados ou reatores biológicos). Nesses processos, alguns contaminantes são removidos, e o efluente final apresenta uma nova característica físico-química que algumas vezes atinge os limites permitidos pela legislação para descarte em corpos receptores. No entanto, estes processos geram um lodo com uma alta carga de contaminação e deve ser levado para aterro sanitário ou co-processamento, processos que são onerosos para a refinaria. Neste trabalho foi aplicado o método de Processos Oxidativos Avançados (POA) para degradação dos Hidrocarbonetos Policíclico Aromático (HPA) em efluentes reais de uma refinaria de petróleo e os dados obtidos foram tratados por redes neurais, modelos estatísticos baseados em comportamento de um sistema físico complexo, onde mapea um conjunto de dados de entrada-saída sem possuir nenhum outro conhecimento prévio do processo, apenas se baseando no histórico dos dados. Os resultados obtidos foram corroborados pelas medidas de degradação dos HPA, Carbono Orgânico Total (COT) e foram completados com estudos de toxicidade utilizando material natural como microcrustáceo. Foram empregados três processos oxidativos: fotólise, Processo Fenton e Processo FotoFenton. Observou-se uma degradação abaixo de 30% para o tratamento com fotólise, até 60% para o tratamento Fenton e acima de 90% para o tratamento FotoFenton quando se empregou uma concentração de H2O2 de 60; 95 e 130 mmol nestes dois últimos processos. No teste de toxicidade, utilizou-se o microcrustáceo artemia salina, que foi submetido à exposição durante 24h , obtendo uma porcentagem de sobreviventes de 80% do microcrustáceo o que comprova a eficiência do tratamento POA. Para empregar a Rede Neural, foram utilizados os dados experimentais e os simulados no teste e na validação, levando à evidência que os valores ficaram muito próximos e que a rede neural utilizada foi capaz de acompanhar com precisão a tendência dos dados, consequentemente os valores do COT, pois, o coeficiente de correlação para a primeira modelagem foi R2= 0,994 e para a segunda modelagem foi R2=0,996

Made available in DSpace on 2014-06-12T23:15:16Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo920_1.pdf: 2966352 bytes, checksum: 64f5f0a198024542cf5cad637bd100b8 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Substâncias farmacêuticas têm sido recentemente reconhecidas como contaminantes emergentes quando presentes em concentrações mesmo a nível de ng ou μg nos rios e em espécies aquáticas, quer sejam zooplancton ou fitoplancton. Estas espécies devido às suas propriedades físico-químicas são persistentes e bioacumulativas no ambiente provocando efeitos negativos nos ecossistemas aquáticos ou terrestres. Dentre os grupos de fármacos, a oxitetraciclina (OTC), um antibiótico se mostra eficaz contra diversos microorganismos, com aplicação na medicina humana e veterinária. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um eletrodo íon-seletivo para detecção de oxitetraciclina através de sistema de análise por injeção seqüencial, avaliar sua degradação aplicando processos oxidativos avançados, e avaliar o uso de rede de coordenação 3D para adsorver OTC de uma solução aquosa. Através de testes de seletividade foi possível desenvolver uma metodologia potenciométrica, utilizando na preparação da membrana sensora, dibutil ftalato (68%), PVC-COOH (31%), e β-ciclodextrina (1%). A incorporação desta membrana em sistemas de análise por injeção seqüencial conduziu a uma automatização dos procedimentos analíticos envolvidos na determinação de OTC.HCl em produtos farmacêuticos, proporcionando uma freqüência analítica de aproximadamente 51 amostras h-1 sendo possivel utilizar este sistema em análise de rotina. A degradação da oxitetraciclina em solução aquosa foi avaliada utilizando Processos Oxidativos Avançados. Obteve-se através da fotólise uma degradação de 54,7% utilizando lâmpada com 250W de potência após 60 minutos. Aplicando o processo H2O2/UV a degradação foi de 92,6% com uma lâmpada de 250W de potência e [H2O2] = 6 mmol, em 15 minutos. Na aplicação do Processo Fenton, obteve-se 69,0% na degradação, utilizando [Fe2+] = 0,05 mmol e [H2O2] = 6 mmol, em 6 minutos. O uso do Processo foto-Fenton, utilizando lâmpada de 250W de potência, [Fe2+] = 0,05 mmol e [H2O2] = 6 mmol, em 6 minutos, obteve-se uma degradação de 85,0%. Através do processo por fotocatálise (TiO2) a degradação do antibiótico foi de 98,3% com injeção de ar, utilizando luz negra (400-320nm), pH = 7 e [TiO2] = 1 g L-1, em 60 minutos de processo. No processo de remoção (%) da oxitetraciclina empregando Metal Organic Frameworks (MOF) houve remoção de 4,3 a 99,7%. O comportamento das MOFs ativadas apresentou uma menor eficiência em relação aos in natura . Analisando a MOF A100, a remoção e o equilíbrio da oxitetraciclina ocorreram de forma rápida (±20 min), tanto para a MOF in natura, quanto para a ativada. Já o comportamento de saturação da coluna utilizando a MOF C300 (C18H6Cu3O12) ocorreu de maneira acentuada para os dois tipos de adsorvente, ou seja, indicando o completo esgotamento da coluna (C/C0=1). A curva de saturação da MOF Z1200 (C8H12N4Zn) ocorreu de maneira mais suave, principalmente para o adsorvente in natura . Através da caracterização das MOFs por Infravermelho, observou-se que apenas a faixa no comprimento de onda correspondente a água (3000 a 3650 nm) para a MOF Z1200 é quase nula, como também, na análise por BET obteve-se uma maior área superficial e volume poroso, isso pode ter levado a uma melhor interação junto a OTC. Aplicando o planejamento fatorial com a Basolite Z1200 foi possível verificar que quanto maior for a massa e menor o tempo significa um aumento médio 16,8 e 13,3% na quantidade de remoção da oxitetraciclina, respectivamente

Made available in DSpace on 2014-06-12T23:16:10Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo951_1.pdf: 2926833 bytes, checksum: 77c51212a36f0c4105a9cb1a7758188f (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Os contaminantes emergentes tem sido um assunto largamente discutido na comunidade cientifica, principalmente quando relacionado à poluição em ambientes aquáticos. Esses poluentes abrangem fármacos, cosméticos, surfactantes, aditivos para a gasolina, compostos orgânicos fluorados, corantes, hidrocarbonetos poliaromáticos, entre outros. Estes compostos, em sua maioria, são dificilmente detectados e geralmente não são degradados pelos métodos convencionais de tratamento (processos biológicos), sendo assim, mesmo após passagem pelas estações de tratamento, continuam livres no meio, podendo atingir as águas para abastecimento humano. O objetivo deste trabalho foi detectar o contaminante emergente cloridrato de histamina em solução aquosa por potenciometia direta utilizando eletrodo íon-seletivo e degradar os contaminantes HIDROCARBONETOS POLICÍCLICOS AROMÁTICOS de petróleo solubilizados em solução salina utilizando processos oxidativos avançados. Através de testes de seletividade foi possível desenvolver uma metodologia potenciométrica, utilizando um eletrodo tubular sem placa de cobre e na preparação da membrana sensora, PVC (30,4%), 2-fluorofenil 2-nitrofenil éter (68,3%), tetrakis (4- clorofenil) borato de potássio (6,4 x 10-3 mol.kg-1) e-ciclodestrina (1%). O eletrodo utilizado apresentou tempo de vida útil de 10 meses sem qualquer procedimento de condicionamento especial. O coeficiente de seletividade que mostra o acompanhamento da interferência causado por outras espécies com concentrações diferentes, apontou valores inferiores a 0,25 x 10-5 mol.L- nas condições testadas. Nesta etapa do trabalho os eletrodos íon-seletivo mostraram ter características de desempenho adequadas para o monitoramento do cloridrato de histamina em solução aquosa, alem de ser bastante versáteis em sua construção e detecção do composto proposto, permitindo assim em um futuro próximo, diversas aplicações na área ambiental. Na degradação dos hidrocarbonetos policíclicos aromáticosS (HPA) da fração solúvel do petróleo (FSA) por fotólise e processos oxidativos avançados (POA), pode-se avaliar qual o processo de maior eficiência e a melhor fonte de radiação. No processo de fotolise (UV-C) a taxa de degradação dos hidrocarbonetos poliaromaticos (HPA) do petróleo bruto foi de 89,98% ajustando o sistema em pH 5 e utilizando um tempo reacional de 4h. Com o processo Fenton o percentual de degradação dos (HPA) obtido foi de 80,86%, a partir de uma concentração de peróxido de hidrogênio igual a 0,8 mol, com o pH do sistema igual a 5 e tempo reacional. E na avaliação das fontes de radiação (luz negra, branca, UV-C e solar) do processo foto-Fenton, o melhor resultado 90,89% obteve-se utilizando luz solar, partindo da menor concentração de peróxido de hidrogênio (0,4 mol.L-1), maior tempo de exposição a radiação (6h) e com pH do sistema igual a 4. Associado a taxa de degradação, este processo apresenta baixo custo operacional

Orientador: José Roberto Guimarães / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-24T08:56:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Peres_MarcelaSouza_M.pdf: 1942738 bytes, checksum: e568a9f4c6bc9579df4ca7bc831e9085 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A ofloxacina é um antimicrobiano de amplo espectro frequentemente encontrado em concentrações significativas em efluentes e águas superficiais. A contínua introdução deste fármaco no meio ambiente constitui um risco potencial em longo prazo para os organismos não alvos ou para a saúde humana. Neste estudo foi avaliada a degradação da ofloxacina pelos processos oxidativos avançados (POA) peroxidação assistida por radiação ultravioleta (UV/H2O2) e fotocatálise (UV/TiO2 e UV/TiO2/H2O2). Foi avaliada também a atividade antimicrobiana residual do fármaco, utilizando a bactéria E. coli, e a toxicidade aguda (Vibrio fischeri). A concentração de ofloxacina foi monitorada utilizando-se cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE). Os resultados obtidos indicam que os POA aplicados foram eficientes para a degradação desse fármaco. O processo UV/H2O2 alcançou degradação de 99%, após 60 min de reação. Para o processo UV/TiO2, a eficiência de degradação obtida foi de 89,3% após 60 min e a adição de peróxido de hidrogênio elevou a eficiência para 97,8%. A atividade antimicrobiana do fármaco foi reduzida consideravelmente, alcançando 95% de remoção com a aplicação do UV/H2O2 e 96% utilizando o processo UV/TiO2/H2O2. A toxicidade das amostras não aumentou no decorrer da aplicação destes POA, indicando a potencial utilização destes processos para o tratamento de soluções aquosas contendo ofloxacina / Abstract: Ofloxacin is a broad-spectrum antimicrobial agent which is frequently found in significant concentrations in wastewater and surface water. Its continuous introduction into the environment constitutes a potential risk to non-target organisms or to human health. This study evaluated ofloxacin degradation by the UV/H2O2, UV/TiO2 and UV/TiO2/H2O2 advanced oxidation process (AOPs), residual antimicrobial activity (E. coli), and acute toxicity (Vibrio fischeri). Ofloxacin concentration was monitored with HPLC analyses. The results obtained shown that AOPs applied were efficient for ofloxacin degradation. For UV/H2O2, degradation efficiency was 99% in 60 min of reaction. For UV/TiO2, degradation efficiency was 89.3% in 60 min of reaction when applied 128 mg L-1 TiO2. The addition of 1.68 mmol L-1 of hydrogen peroxide increased the degradation to 97.8%. For both processes, the antimicrobial activity was considerably reduced throughout the reaction, reaching 95% removal when UV/H2O2 was applied and 96% using the UV/TiO2/H2O2 process. The toxicity of the samples did not increase during AOP application, indicating the potential use of these processes for the treatment of aqueous solutions containing ofloxacin / Mestrado / Saneamento e Ambiente / Mestra em Engenharia Civil

Os produtos lácteos são tidos como os alimentos mais perfeitos para o homem devido ao seu alto valor nutritivo. Entretanto, esses produtos vêm refletidos na elevada carga orgânica de efluente gerado. Os Processos Oxidativos Avançados (POA) são métodos químicos baseados na geração de radicais hidroxilas, que promovem a oxidação de compostos orgânicos. O uso de semicondutores no tratamento de efluentes tem sido de grande interesse devido à sua alta eficiência, estabilidade fotoquímica, natureza não-tóxica e baixo custo, especialmente quando a luz do sol é usada como fonte de irradiação. O uso de Óxido de Zinco (ZnO), por exemplo, além de mais econômico, absorve uma fração maior de espectro UV e tem melhor desempenho em pH neutro. Este estudo consistiu em avaliar a aplicação e eficiência da fotocatálise heterogênea (POA) solar com ZnO em termos de percentual de degradação de Carga Orgânica Total (COT) para um posterior tratamento biológico aerado visando melhorar as condições de despejo do efluente de modo a preservar o ecossistema e economia dos recursos naturais. O sistema POA consistiu de um volume fixo de efluente de 3L, de uma chapa metálica 800 x 250 mm revestida com uma formulação de tinta contendo ZnO, um reservatório de vidro, uma bomba centrífuga e aberto para absorção de radiações UV solar. Os resultados foram obtidos e analisados a partir do método de planejamento de experimentos em termos de percentual de degradação de COT. O melhor resultado apresentou um percentual de degradação de COT de 31,5% onde os níves das variáveis estudadas ocorreram em pH 8,0 em chapa de ZnO com espessura de 100 micrômetros (?m), utilizando o efluente in natura e o tempo total de reação de 3 h (180min). O efluente tratado pelo POA solar com ZnO foi submetido ao tratamento biológico aerado. O pH ótimo e a concentração de lodo foram de 6,0 e 5,0 mg/L, respectivamente. O percentual de degradação de COT para os tratamentos combinados foi de 75,1 % para o efluente de laticínios utilizado neste estudo. Isto sugere que o tratamento por POA utilizando ZnO seguido de um Tratamento Biológico Aerado seria uma alternativa promissora no tratamento de efluentes de laticínios. / Dairy products are the most perfect type of food for men due to its high nutritive value reflected on its high organic load of wastewater generated. The Advanced Oxidation Processes (AOP) are chemical methods based on the generation of hydroxyls radicals that promote the oxidation of organic compounds. The use of semiconductors in wastewater treatment has been of great interest owing to its high efficiency, photochemical stability, non-toxic nature and lower costs, especially when sunlight is used as source of irradiation. The use of Zinc Oxide (ZnO), for instance, besides being more economic, it also absorbs a greater range of UV spectrum and it has a better performance on neutral pH. This study consisted in evaluating the application and efficiency of solar photocatalytic oxidation (AOP) with ZnO in percentage terms of removal of Total Organic Carbon (TOC) prior to an aerobic biological treatment aiming to improve the conditions of the disposal of this wastewater in order to conserve the water environment and saving natural resources. The AOP system consisted of a working volume of 3 L, a sheet metal 800 x 250 mm covered with a paint formula containing ZnO, a glass vessel, a pump and an open system in order to collect solar UV radiation. The results were obtained and analyzed from design of experiments in terms of percentage of removal of TOC. The maximum percentage was found to be 31.5 % of removal of TOC and at pH 8.0, thickness of the sheet containing ZnO of 100 micrometers (?m), wastewater in natura and total time of reaction of 3 h (180 min). The solar AOP with ZnO treated wastewater was subjected to an aerobic biological treatment. The optimum pH and sludge loading were of 6.0 and 5.0 mg/L, respectively. The combination of both treatments resulted in 75.1 % of removal of TOC from the dairy wastewater used in this study. This suggests that the AOP using ZnO followed by an aerobic biological treatment would be a promising alternative for the treatment of dairy wastewater.

O efluente lácteo é o resíduo obtido no beneficiamento do leite e seus derivados, sendo considerado um passivo de alto poder poluidor. Sem o devido tratamento, quando lançado nos rios compromete a sobrevivência da biota como um todo. O objetivo deste trabalho consistiu em avaliar a eficiência e aplicação do processo Foto-Fenton, seguido por um tratamento biológico (lodo ativado), para a redução da carga orgânica do efluente em questão. A caracterização do efluente lácteo in natura e tratado foi realizada empregando-se métodos estabelecidos e otimizados [DQO, COT, DBO5, Nitrogênio (orgânico e amoniacal), Fósforo total, Ferro, e Sólidos (ST, STF, STV), fenol, análise de elementos via absorção atômica]. Por meio de planejamentos estatísticos - Taguchi, Box-Behnken e fatorial completo - foram determinados os melhores experimentos posteriores aos tratamentos fotocatalíticos e biológico, tendo como variável resposta a redução percentual de COT. Após o processo fotocatalítico, a amostra do melhor experimento foi tratada por um processo biológico (Sistema Lodo Ativado SLA), a fim de verificar a eficiência de degradação da matéria orgânica do efluente estudado através do sistema conjugado (POA- SLA). O sistema híbrido que apresentou maior eficiência teve como variáveis do processo de tratamento fotoquímico: pH = 3,5; Temperatura = 30 ºC; reagente Fenton ( 35 g H2O2 + 3,6 g Fe2+ ) e potência de radiação ultravioleta de 28 W, para um tempo de reação de 60 minutos. Para o tratamento biológico por lodo ativado, os melhores níveis das variáveis foram realizados em pH = 8 e concentração de lodo de 3,0 g L-1. Os resultados para o tratamento híbrido apresentou percentuais de reduções para COT = 94 %, DQO = 97 % e DBO = 83 %. / The dairy effluent is the residue obtained from the improvement of milk and its derivatives, being considered a high pollutant. Without the due treatment, when thrown in the rivers it puts in risk the survival of the biota as a whole. The objective of this work consisted of evaluating the efficiency and application of the process photo-Fenton followed by a biological (activated sludge) treatment for the reduction of the organic load of the effluent. The characterization of the dairy effluent in natura and treated was accomplished using established methods [COD, TOC, BOD5, Nitrogen (organic and amoniacal), Total Phosphorus, Iron, and Solids (TS, FTS, VTS), phenol, analysis of elements through atomic absorption]. Through statistical designs, Taguchi, Box-Behnken and Full Factorial, the best experiments were determined for the photocatalytic and biological treatments having the reduction of TOC as their response. After the photocatalytic process, the sample of the best experiment was treated by a biological process in order to verify the efficiency of degradation of the organic matter of the effluent studied through the conjugated (AOP - AS) system. The hybrid system that presented larger efficiency had as factors of the photochemical treatment: pH = 3,5, temperature = 30 ºC, Fenton\'s reagent (35g H2O2 + 3,6 g Fe2+) and potency of ultraviolet radiation of 28 W, for 60 minutes of reaction time. As for the biological treatment, it was accomplished in pH = 8 and concentration of sludge of 3g L-1. Obtained were of the hybrid system the percentage of reductions of TOC = 94 %, COD = 97 % and BOD = 83 %.