Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2013-07-15T23:01:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 231705.pdf: 983808 bytes, checksum: c8c205007c8ff6dead851f696b1c0445 (MD5) / O estudo de técnicas de purificação de corantes naturais que aliem eficácia a baixo custo é imprescindível para aumentar a viabilidade da produção dos mesmos em larga escala, visto que, mesmo com a proibição de alguns corantes sintéticos por causarem efeitos nocivos à saúde humana, os corantes naturais perdem em competitividade no mercado pelo alto preço associado e menor estabilidade.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental. / Made available in DSpace on 2012-10-24T14:29:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 264865.pdf: 3141876 bytes, checksum: 3b3712eae50d193e44719317c40d861f (MD5) / O lixiviado produzido em aterros sanitários, oriundo principalmente da infiltração da água de chuva nos resíduos, representa um dos principais riscos ambientais deste tipo de empreendimento. Portanto, uma vez drenados para fora da massa de resíduos, surge a necessidade de tratamento dos lixiviados gerados. Atualmente esse tratamento ocorre principalmente através de processos biológicos, como por exemplo, sistemas de lagoas que, mesmo eficientes, demandam uma grande disponibilidade de área física para seu correto funcionamento. Dentre as técnicas emergentes de tratamento está a evaporação, que consiste na transformação da fração líquida dos lixiviados para uma fase sólida, sob forma de lodo, resultado da evaporação da água contida no efluente. No presente trabalho, implementou-se, através de um piloto de campo, uma tecnologia de evaporação natural com o intuito de valorizar as características climáticas do Brasil (principalmente temperatura do ar, radiação solar e velocidade do vento) e com o objetivo de fornecer um tratamento alternativo àquelas realidades onde os sistemas tradicionais não são técnica ou economicamente viáveis. O piloto é constituído por tanques de armazenamento, aspersores e um painel evaporativo de elevada área específica. O painel, que possui uma superfície de contato de 200 m2, ocupa uma área projetada ao solo de 2 m2. O lixiviado é pulverizado sobre o painel, intensificando assim o contato entre o ar e o líquido, favorecendo as condições para que ocorra a evaporação. Os resultados obtidos durante os 9 meses de operação do piloto (janeiro a setembro de 2008) mostram-se encorajadores, com uma taxa de evaporação média no sistema superior a 100 L/dia, ou ainda, 26 L/dia/m2 de painel. Com a presente pesquisa espera-se contribuir com uma tecnologia inovadora de tratamento de lixiviados através de sistemas eficientes, econômicos e compactos, alternativamente ou como complemento aos métodos usuais atualmente utilizados.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológco. Programa de Pos-Graduação em Engenharia Ambiental. / Made available in DSpace on 2012-10-24T21:16:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 265974.pdf: 4305989 bytes, checksum: b109bbdcf6372cb25d9bfd5724bb95d8 (MD5) / O aumento nas ocorrências de florações de cianobactérias em diversos mananciais de abastecimento, assim como a preocupação com a potencialidade das toxinas produzidas por estes organismos, remete a estudos de processos de tratamento eficazes para este fim. Neste sentido, a flotação por ar dissolvido (FAD) se destaca como um processo eficiente na remoção de células intactas de cianobactérias, de forma a reduzir a potencialidade de liberação de toxinas para a água tratada. A nanofiltração, por sua vez, se apresenta como tecnologia eficaz na remoção de cianotoxina extracelular, e, por este motivo, a associação destes processos como uma seqüência de tratamento para águas oriundas de ambientes eutrofizados, torna-se de ampla relevância, tendo sido adotada como objetivo do presente estudo. A investigação experimental foi realizada, utilizando como água base, água proveniente da Lagoa do Peri, manancial de abastecimento localizado em Florianópolis, SC, e que apresenta elevada densidade de cianobactérias, em particular, da espécie Cylindrospermopsis raciborskii. Os experimentos foram realizados em quatro etapas distintas, subdivididas em função de sua complexidade. Na primeira fase, procurou-se estudar as variáveis referentes ao processo de flotação por ar dissolvido, procedendo-se, em um primeiro momento, a construção do diagrama de coagulação da água da lagoa, visando estabelecer a melhor relação "dosagem de coagulante x pH de coagulação" em função das características da água de estudo. A partir desta determinação, procurou-se avaliar a influência de diferentes parâmetros de projeto sobre a eficiência do processo estudado, considerando a etapa de floculação e o processo de flotação, a saber: gradiente de floculação (Gf); tempo de floculação (Tf); pressão de saturação (Psat); tempo de saturação (Tsat); taxa de recirculação (R); e velocidade de flotação (Vf). Em seguida, promoveu-se a construção do diagrama de coagulação para concentrações mais elevadas de cianobactérias, a partir da inoculação de células de C. raciborskii cultivadas em laboratório, visando avaliar a eficiência do processo em condições menos favoráveis. A terceira etapa consistiu na avaliação da nanofiltração em relação à remoção de saxitoxina e congêneres, utilizando-se duas membranas de nanofiltração (NF-270 e NF-90), com características ligeiramente distintas, em diferentes pressões de trabalho. Na última etapa do estudo, avaliou-se a associação dos processos estudados quanto à remoção seqüencial de cianobactérias e cianotoxinas, em função dos resultados obtidos anteriormente. Os resultados demonstraram a eficiência do processo de flotação por ar dissolvido para a água da lagoa, com remoções de 97,5% de células, 78% de cor e 74% de turbidez, para dosagem de coagulante de 50 mg.L-1 e pH de coagulação de 6,36. Em relação aos parâmetros de projeto avaliados, verificou-se melhores remoções para Gf e Tf de 25 s-1 e 15 minutos, respectivamente, e Psat, Tsat, R e Vf de 400 kPa, 8 minutos, 10% e 5 cm.min-1, respectivamente. A aplicação da FAD para maiores concentrações de célula, neste experimento, mostrou-se menos satisfatória, com remoção de célula igual a 69,4%. Em relação a nanofiltração, verificou-se a eficiência do processo na remoção de cianotoxinas, principalmente para a membrana NF-90, que permitiu a remoção total das toxinas avaliadas, com exceção da toxina GTX-2. A adoção da nanofiltração como tratamento após a FAD resultou em remoções satisfatórias para diversos parâmetros analíticos, considerando cor aparente residual igual a 1 uH e turbidez média de 0,2 uT, com total remoção de cianobactérias. Em função dos resultados obtidos, pode-se considerar que a associação dos processos de flotação por ar dissolvido e nanofiltração, constitui em uma escolha adequada para o tratamento de águas com presença de cianobactérias e cianotoxinas

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química. / Made available in DSpace on 2012-10-24T21:49:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 262651.pdf: 1287357 bytes, checksum: 0bfaaf977f6e2e1112024d803721465e (MD5) / Os efluentes gerados nos mais diversos segmentos de indústrias contêm uma série de compostos orgânicos e, dentre eles, substâncias químicas altamente perigosas, os chamados compostos persistentes de difícil degradação, também conhecidos como recalcitrantes, altamente prejudiciais ao meio-ambiente e que apresentam elevada toxicidade e bioacumulação. Esses compostos não são degradados nos sistemas de tratamento biológico normalmente aplicados nas indústrias, o que faz com que seja de fundamental importância que as indústrias busquem formas de melhorar a qualidade de seus efluentes por meio de modificações no processo ou nos sistemas de tratamento utilizados. Os processos de oxidação química e oxidação avançada têm se destacado como forte alternativa para o tratamento desses efluentes que contêm compostos persistentes. No presente trabalho, o efluente de estudo foi originário de um incubatório de aves e contém uma série de compostos persistentes. Numa primeira etapa, o efluente foi caracterizado e submetido a diferentes tipos de tratamento físico-químicos, como a coagulação-floculação, Fenton, foto-Fenton e foto-peroxidação. Dentre os processos investigados, o tratamento do efluente pelo processo foto-Fenton foi o que se mostrou mais adequado, resultando nas melhores eficiências de remoção de matéria orgânica, de aproximadamente 92% DQO. Posteriormente, o efluente foi submetido a análises de cromatografia líquida acoplada a espectrometria de massas (LC/MS), onde a presença de compostos persistentes foi investigada. Dentre os compostos detectados, confirmou-se a presença no efluente de um composto organoclorado, o pesticida imazalil, que é um fungicida utilizado nas atividades de limpeza da indústria, sobre o qual não há dados na literatura relacionados ao seu tratamento e degradação, sendo, portanto, definido como composto alvo desta etapa do trabalho. A cinética de degradação do pesticida imazalil pelo processo de oxidação avançada, foto-Fenton foi estudada. Paralelamente, investigou-se o tratamento do imazalil pelo processo de ozonização, em uma faixa de pH determinada, onde tert-butanol (t-BuOH) foi utilizado como agente seqüestrante de radicais hidroxilo, para que se pudesse avaliar a ação do ataque direto do ozônio molecular sobre o imazalil. Procederam-se, para ambos os processos, aos estudos de investigação, detecção e identificação dos produtos de degradação resultantes desses processos oxidativos, pelo emprego de LC/MSn (cromatografia líquida acoplada a espectrometria de massas tandem), bem como a avaliação da toxicidade causada por eles. Para cada processo detectou-se a presença de quatro produtos de degradação, antes desconhecidos, cujas estruturas foram elucidadas. As análises de toxicidade resultaram em um decréscimo na toxicidade no decorrer de ambos os tratamentos, indicando que os produtos de degradação formados não são mais tóxicos que sua molécula original, o imazalil. O presente trabalho resultou em uma importante contribuição por apresentar opções de tratamento para efluentes que contêm compostos persistentes, e em especial pelo estudo de degradação do pesticida imazalil, composto não estudado até então e, identificação de produtos de degradação originados nesses tratamentos, antes desconhecidos.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T04:37:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 281444.pdf: 17419379 bytes, checksum: e4be6f0da7c3acf0cf49028a8d96b753 (MD5) / A cidade de Ituporanga/SC é caracterizado pela produção agrícola, marcada por utilização de mata ciliar como lavoura e uso intensivo de agrotóxicos. Para viabilizar o consumo potável de água para os agricultores, propôs-se o estudo da filtração em margem de rio seguida de filtração lenta para remoção de carbofurano, no rio Itajaí do Sul. Nesse estudo, foram montados três sistemas piloto: o Sistema 1, que correspondeu à filtração em margem de rio seguida de filtração lenta com limpeza retrolavável; o Sistema 2, referente à filtração em margem seguida de filtração lenta com limpeza convencional; e o sistema em colunas filtrantes de sedimentos, que correspondeu à simulação da filtração em margem em escala laboratorial. Como o rio Itajaí do Sul está contaminado, a filtração em margem, não era recomendado como tratamento único. Apesar de ter removido em média 59 % de carbofurano da água filtrada em margem, esta não se enquadrou abaixo do limite de 0,1 ?g/L definido pela Portaria da Comunidade Européia. No estudo, o Sistema 1 obteve-se remoção média de carbofurano de 54%, o que enquadrou a água filtrada final média deste sistema em 0,1 ?g/L, abaixo de limite da Portaria. Além disso, as variáveis físico-químicas: dureza, STD, amônia, nitrito, nitrato, pH, ferro, turbidez e cor aparente, se enquadraram abaixo dos limites estabelecidos pela Portaria no 518. Como exceção, as variáveis bacterianas analisadas (coliformes totais e E. coli), não se enquadraram nesta Portaria. O Sistema 2 obteve remoção média de 64 % de carbofurano (0,1 ?g/L) e também forneceu água filtrada abaixo do limite estabelecido. As variáveis: dureza, STD, nitrito, nitrato, pH, ferro, turbidez e cor aparente, ficaram abaixo dos limites estabelecidos pela Portaria no 518. A exceção é a mesma registrada para o Sistema 1, mais a amônia, que também não se enquadrou nos limites dessa Portaria. O sistema em Colunas filtrantes de sedimentos, apesar de ter obtido picos de eficiência de remoção de até 82 % para o carbofurano, teve média de 0,1 ?g/L, o que estava abaixo do limite determinado pela Comunidade Européia. Com esse estudo, verificou-se que a filtração em margem seguida de filtração lenta, são tecnologias eficientes na remoção do carbofurano e para variáveis de potabilidade, logo estas podem ser utilizadas em áreas rurais por serem consideradas de fácil operação e manutenção.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química. / Made available in DSpace on 2012-10-22T15:22:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 227984.pdf: 2906404 bytes, checksum: b04e1b5addad60225c2ade202e4ccadd (MD5) / O processo de tratamento de resíduos por lodos ativados apresenta como maior desvantagem o grande volume de lodo gerado. Nos últimos anos, o problema do tratamento deste excesso de lodo gerado tem se evidenciado em virtude da crescente pressão dos órgãos fiscalizadores e maior conscientização da sociedade, que vêm exigindo o correto manuseio e uso deste lodo, fazendo aumentar em muito os custos desta operação. A digestão anaeróbia é um dos processos mais usados para a estabilização de lodos biológicos, pois além de fornecer um lodo bastante estabilizado, apresenta ainda um ganho energético pela produção de gás metano. A busca de maiores eficiências para a digestão anaeróbia tem levado ao desenvolvimento de diversos processos de pré-tratamentos de lodos biológicos, visando aumentar a solubilização e a biodegradabilidade da matéria orgânica constituinte destes lodos. Este estudo investigou os pré-tratamentos térmico, enzimático e alcalino de lodos biológicos gerados por sistemas de tratamento de efluentes por lodos ativados a fim de incrementar a solubilização da matéria orgânica, disponibilizando-a para posterior aproveitamento durante a digestão anaeróbia. A solubilização da matéria orgânica foi acompanhada pela determinação da Demanda Química de Oxigênio (DQO) na fração solúvel do lodo após os pré-tratamentos e a biodegradabilidade dos lodos tratados foi avaliada pela produção de gás metano em relação à quantidade de sólidos voláteis alimentada com o substrato. Os melhores resultados de solubilização da matéria orgânica foram produzidos pelo pré-tratamentos térmico realizado em autoclave (121ºC/15 min), 45,6% e pelo pré-tratamento termoalcalino (pH 10 - 120ºC/60 min), 59,1%. Os melhores graus de biodegradabilidade foram obtidos com o lodo biológico tratado enzimaticamente com 0,10% de protease, 513 L/kg SValimentado e termicamente, em autoclave à121ºC durante 15 minutos, 380 L/kg SValimentado.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental. / Made available in DSpace on 2012-10-23T08:23:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 242329.pdf: 1494325 bytes, checksum: f2ac6d77c3b6fca1bf37a65878aaf797 (MD5) / Foi avaliada a eficiência de remoção de material particulado e nutrientes inorgânicos dissolvidos presentes no efluente gerado em duas fases do ciclo de produção do camarão branco Litopenaeus vannamei, utilizando processos de sedimentação, filtração por ostras e absorção por macroalgas.Para os processos de filtração foram empregadas ostras adultas das espécies Crassostrea rhizophorae e Crassostrea gigas e no processo de absorção empregaram-se macroalgas Ulva fasciata e Hypnea musciformis. Na primeira etapa experimental avaliaram-se os processos integrados de sedimentação e filtração, na remoção de matéria orgânica e inorgânica dos efluentes gerados em viveiros da fazenda experimental Yakult (UFSC), sendo testados diferentes tempos de retenção hidráulica do efluente 6, 12 e 24 horas e duas biomassas de ostras 600 e 1200 g ostra em 15 L de efluente, para cada espécie. Foram registrados os parâmetros de qualidade de água: pH, temperatura, oxigênio dissolvido, salinidade, turbidez, sólidos suspensos totais (SST), sólidos voláteis totais (SVT), Clorofila a, DBO5 e amônia (NH3-N). Na segunda etapa experimental determinou-se a eficiência de remoção do material particulado e nutrientes inorgânicos dissolvidos, mediante processos integrados de sedimentação e absorção por macroalgas. O efluente empregado foi gerado na fase de crescimento e maturação de reprodutores de camarão, mantidos em regime fechado de renovação de água, com biofilme na forma de flocos bacterianos como probióticos. Nesta etapa testou-se o desempenho das duas espécies de macroalgas sob diferentes tempos de retenção hidráulica 6, 12 e 24 horas e três inóculos de 125, 250 e 500 g de macroalga em 15 L de efluente. Além dos parâmetros de qualidade de água da primeira etapa experimental, também foram determinados nitrito (NO2-N), nitrato (NO3-N) e ortofosfato (PO4-P). Na terceira etapa experimental foi avaliada a eficiência de remoção do material orgânico e inorgânico, e nutrientes dissolvidos, empregando processos integrados de sedimentação, filtração e absorção. Os resultados finais permitem estabelecer que, na primeira etapa, o melhor desempenho foi alcançado pela ostra do mangue C. rhizophorae na biomassa de 1200 g /15 L em 6 horas de residência do efluente. Na segunda etapa, a macroalga Ulva fasciata conseguiu o melhor desempenho no inóculo de 250 g/15 L em 6 horas de retenção hidráulica do efluente. Finalmente, quando foram integrados os processos de sedimentação, filtração e absorção na terceira etapa, foram obtidas eficiências de remoção de: bactérias totais 95,1 %, turbidez 97,1%, SST 81,3 %, SVT 35,0%, Clorofila a 99,1 %, DBO 39,2 %, amônia 54,1 %, nitrito 58,0 %, nitrato 69,2 % e ortofosfatos 52,9 %. Pode-se concluir que, a integração dos processos de sedimentação, filtração e absorção constitui uma importante alternativa de tratamento dos efluentes, reduzindo o impacto ambiental da carcinicultura marinha. A adoção deste tipo de tecnología, além de minimizar os danos causados ao meio ambiente, pode abrir possibilidades de diversificação econômica do empreendimento com outros produtos de alta demanda e valor comercial. Removing efficiency of particulate matter and nutrients from Litopenaeus vannamei shrimp culture effluent was evaluated using pilot ponds in laboratory scale, employing process of sedimentation, oysters filtration and macroalgae absorption. The experiments were carried out in the Marine Shrimp Laboratory of the Federal University of Santa Catarina (UFSC), Brazil. For filtration process, Crassostrea gigas and Crassostrea rhizophorae oysters adults were employed and the absorption process Ulva fasciata and Hypnea musciformis macroalgae were used. In the first experimental period, sedimentation and filtration combined process for removing organic and inorganic matter of crude effluent growth ponds Yakult Experimental Station (UFSC) was evaluated. In this period experimental, the differents hidraulic time residence of effluent, 6, 12 and 24 hours and two biomass of the oysters, 600 and 1200 g, for each oysters species were test. The pH, Dissolved Oxigen, Salinity, Turbidity, Total Suspended Solids (TSS), Total Volatile Solids (TVS), Chlorophyll a, Biochemical Oxigen Demand (BOD5) and Ammonia(N-NH4 -) were registered. The results allow concluded that the best perfomance was Crassostrea rhizophorae with 1200 g and 6 hours of the time hidraulic residence of effluent. In the seconds experimental period, crude effluent of the reproductive tank shrimp was employing. The sedimentation and absorption macroalgae combined process for removing of particulate matter and dissolved inorganic nutrients under three time hidraulic residence, 6, 12 and 24 hours and three biomass 125, 250 and 500 g were evaluated. In this period, were registred the same parameters of water quality of the first experimental period, addition Nitrite (N-NO2), Nitrate (N-NO3) and Ortofosfate (PO4¯3 ). In the seconds experimental period, the treatment the macroalgae Ulva fasciata with 250 g in the 6 hours of the residence time had of the best removing efficiency nutrients. According with the results of the first and second experimental period, it was possible design the third experimental period, for evaluated removing efficiency of the organic matter, inorganic matter and dissolved inorganic nutrients with integrated process of the sedimentation, filtration and absorption. When combined process of the sedimentation, filtration and absorption resulted in the significant reductions in the concentration of total bacteria 95,1%, turbidity 97,1%, total suspended solids 81,3%, total volatile solids 35,0 %, clorophyll a 99,1 %, ammonia 54,1%, nitrite 58,0%, nitrate 69,2% and ortofosfate 52,9%, when comparate with water quality of the shrimp effluent without treatment. Finally, it is possible conclude that integrated of sedimentation, filtration and absorption process, improve the water quality of shrimp Litopenaeus vannamei farm effluent and minimized enviromental impact, opening another economic alternatives with products, oysters and macroalgae, higher commercial value.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2008. / Made available in DSpace on 2012-10-23T22:55:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 266096.pdf: 2035711 bytes, checksum: a9c4e0269f69c91a034efbfff69e905d (MD5) / Na última década, o sistema de tratamento de esgotos domésticos por lodos ativados perdeu espaço entre outros processos devido à necessidade de utilização de grandes quantidades de energia. Entretanto, os altos índices de eficiência de remoção de nutrientes o levam a ser o tratamento mais indicado para atender as mais severas exigências da legislação ambiental. Com o objetivo de otimização deste processo, procurando implementar a nitrificação-desnitrificação simultânea (NDS), foram realizados estudos sobre a operação de um reator em bateladas seqüenciais em escala real. Para isto foram executada duas etapas, em condições diferentes de concentração de OD, sendo monitorados seus parâmetros básicos de operação, a fim de verificar a eficiência de remoção de carga orgânica e de nutrientes, e também a velocidade de consumo de oxigênio por meio de respirometria. Na Etapa I, onde foi mantida a concentração de OD abaixo de 0,6 mg/L, a relação A/M, em média, manteve-se em 0,04 kg/kg.d e a carga aplicada média foi de 0,10 kgDQO/m³.d. Nesta etapa, obteve-se as melhores condições operacionais com pH acima de 7,0 e boa sedimentabilidade do lodo. A eficiência de desnitrificação foi satisfatória variando entre 37% e 79%. A remoção de carga orgânica manteve-se entre 86% e 94% e de amônia-N entre 80% e 92% (exceto para um ponto discrepante de 22%). Na Etapa II, onde foi mantida a concentração de OD acima de 0,6 mg/L, a relação A/M em média manteve-se em 0,07 kg/kg.d e a carga aplicada média foi de 0,20 kgDQO/m³.d. Nesta etapa, obteve-se oxidação de amônia-N com eficiências entre 95% e 100%, porém com quantidades de nitrato-N no efluente do RBS variando entre 17 e 41 mg/L. A eficiência de desnitrificação caiu em relação à Etapa I, ficando abaixo de 27%. Houveram problemas como consumo elevado de alcalinidade, levando a baixos valores de pH, prejudicando a decantabilidade do lodo. Da Etapa I para a Etapa II, a velocidade de consumo de oxigênio reduziu-se em torno de 50%, o consumo de alcalinizante dobrou e o consumo de energia aumentou, em média, 6.000 kWh por mês de operação. O controle operacional, com objetivo de atingir a simultaneidade das reações de nitrificação e desnitrificação, se mostrou uma alternativa eficiente na redução dos custos operacionais do reator RBS operado em escala real para tratamento de esgotos domésticos. / In the last decade, the system of wastewater treatment by actived sludge enabled lost space between other processes because of the need of using large quantities of energy. Meanwhile, the high rate of efficiency of removal of nutrients has led it to be the most appropriate treatment to meet the more stringent requirements of environmental legislation. In order to optimize this process, trying to implement simultaneous nitrification-denitrification (SND), studies were performed on the operation of a reactor in scale sequencing batch mode. To this were implemented two steps, in terms of concentration of different OD, and monitored their basic parameters of operation in order to check the efficiency of removal of organic load and nutrients, and also the rate of oxygen consumption through respirometry. In Stage I, where was kept the DO concentration below 0.6 mg/L, the F/M average has remained at 0.04 kg/kg.d and the applied load average was 0.10 kgDQO / m³.d. At this stage, was obtained from the best operating conditions with a pH above 7.0 and good sediments of sludge. The efficiency of denitrification was satisfactory ranging between 37% and 79%. The removal of organic load has remained between 86% and 94% and ammonium-N between 80% and 92% (except for one point discrepant 22%). In Stage II, where he was kept the DO concentration over 0.6 mg / L, the F/M average has remained at 0.07 kg / kg.d and the applied load average was 0.20 kgDQO/m³.d. At this stage, was achieved oxidation of ammonia-N with efficiencies between 95% and 100%, but with quantities of nitrate-N in the effluent of RBS ranging between 17 and 41 mg / L. The efficiency of denitrification reduced on the Stage I, being between 0% and 27%. There have been problems such as high consumption of alkalinity, leading to low levels of pH, damaging the sludge settling. From Stage I to Stage II, the oxygen uptake rate reduced around 50%, the consumption of lime doubled and energy consumption has increased by an average of 6,000 kWh per month of operation. The operational control in order to achieve the simultaneity of reactions of nitrification and denitrification, was an efficient alternative in reducing the operational costs of SBR for treatment of domestic sewage.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental. / Made available in DSpace on 2012-10-23T23:16:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 264566.pdf: 4364153 bytes, checksum: e6dae40bf26d7c8aedd840b09c118a52 (MD5) / Recentemente, o interesse na utilização de lemnáceas no polimento de lagoas de estabilização é decorrente da alta remoção de nutrientes e algas que ocorre nesses sistemas, além da biomassa gerada ser rica em proteína. O presente estudo foi composto de três experimentos realizados na Estação de Tratamento de Esgotos da CASAN - Florianópolis. Os dois primeiros foram desenvolvidos no Sistema de Reúso Piloto composto pelo sistema de tratamento com lemnáceas e tanques de cultivo de peixes. O terceiro foi realizado na Lagoa de Polimento com Lemnáceas. De modo geral, os resultados mostraram que as lemnáceas apresentaram desempenho satisfatório na remoção de agentes poluidores, tornando o efluente adequado para a prática de reúso em aqüicultura. As lemnáceas produzidas nos tanques de polimento foram utilizadas na alimentação dos peixes na forma seca e peletizada, sendo que a produção de biomassa foi influenciada pela temperatura. Os parâmetros zootécnicos mostraram que as lemnas peletizadas proporcionaram desempenho acima do esperado, similar aos peixes alimentados com ração. Através de análises econômicas comparativas, constatou-se que o uso de lemnas peletizadas na alimentação de tilápias cultivadas em sistema de reúso proporciona o dobro da rentabilidade ao produtor, em relação aos sistemas convencionais de cultivo. As análises microbiológicas da condição sanitária mostraram que os peixes estão de acordo com a legislação estabelecida sobre o regulamento técnico de padrões biológicos para alimentos. Com a utilização do teste de micronúcleos, foi observado que os peixes cultivados em efluente doméstico apresentam células micronucleadas, indicando que o efluente apresenta potencial genotóxico. Entretanto, através da análise de variância, não houve diferença entre os tratamentos empregados e o controle (água limpa), devido à baixa porcentagem de células micronucleadas encontradas. As análises histopatológicas realizadas através da contagem de brânquias indicam que o efluente causa algum tipo de dano aos peixes, devido à ocorrência de alterações branquiais como os aneurismas lamelares. Os resultados obtidos no presente estudo serão de grande valor para a realização de futuros projetos relacionados à sustentabilidade dos sistemas de tratamento de esgoto e produção de tilápias no país, constituindo um sistema piscícola auto-sustentável. Recently, the interests towards duckweed-based-ponds utilization are due to the fact that these systems present high nutrient and algae removal efficiencies, producing high protein biomass. The present work was developed at The Wastewater Treatment Plant from Florianópolis (Casan) and divided into three trials. The first and second trials were conducted at the Pilot Reuse System and the third one, at the Duckweed Polishing Pond. The results obtained have shown that duckweeds presented a satisfactory pollutants removal, reaching adequate criteria for aquaculture. Duckweed biomass was collected and fed to tilapias in the dried and pelletized forms, however, the biomass production was influenced by the temperature. Fish performance was measured and it was observed that fish fed pelletized duckweed have shown great performance, similar to fish fed ration. Through economical comparative analysis it can be affirmed that tilapias farming in reuse systems fed duckweeds promotes twice as the profit usually obtained in conventional systems. Microbiological analysis confirmed that fish is free of pathogenic organisms, according to the food legislation criteria applied. Toxicology tests have shown that fish presented micronuclei cells and the wastewater caused genotoxic effects into their bodies. However, through analysis of variance it was concluded that micronuclei cells were in low frequency, presenting no statistical difference from fish farmed in clean water. Histopathological analysis using gills as an indicator, have shown that the effluent is somehow harmful due to the damage found in fish gills. These results will be relevant for future projects related to wastewater treatment and tilapia farming sustainability. The reuse of the effluent from duckweed based ponds in fish farming is a feasible alternative, because it can reduce the environmental impact caused by the domestic wastewater treatment, producing high protein feed.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química. / Made available in DSpace on 2012-10-24T02:27:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 249266.pdf: 6605275 bytes, checksum: 45b586c9266a8c095dd9953ef6861ee6 (MD5) / Atualmente a escassez de água tem se tornado um problema real e presente em âmbito mundial, devido ao aumento constante na demanda deste recurso em relação a sua oferta. Neste contexto, têm sido propostas alternativas para viabilizar a reutilização de águas com qualidade inferior, como as de esgotos domésticos tratados, para usos menos restritivos, reduzindo assim o consumo de água potável e disponibilizando-a para fins mais nobres. Uma das maiores limitações com relação à reutilização de águas provenientes de esgoto sanitário tratado é a presença de microrganismos patogênicos. O uso de cloro e seus derivados tem sido descartado, devido à formação de subprodutos mutagênicos e carcinogênicos. Outros desinfetantes alternativos como a radiação UV, H2O2, H2O2/UV e o ozônio são considerados menos perigosos. Peróxido de hidrogênio é um oxidante forte, mas a oxidação somente com peróxido de hidrogênio não é efetiva no tratamento de compostos refratários devido às lentas cinéticas de oxidação. Assim, é necessário combinar o uso de H2O2 com luz UV ou com sais de ferro. A oxidação catalítica em fase líquida com H2O2 tem se mostrado um processo eficiente na destruição de diversos compostos orgânicos. Contudo, a estabilidade do catalisador é ainda um problema a ser contornado, uma vez que a fase ativa, constituída por óxidos de ferro, pode ser lixiviada para a fase líquida e o catalisador perde sua atividade. O objetivo deste trabalho é avaliar o desempenho do processo Fenton heterogêneo, em reator de leito fixo, na destruição de Coliformes totais, remoção de sólidos suspensos e de sólidos dissolvidos como método de tratamento terciário de águas servidas. Foi utilizado um compósito constituído de óxidos de ferro depositados sobre carvão mineral como catalisador heterogêneo. O efeito da concentração de H2O2 e do tempo de residência no reator foram avaliados. Foi proposto um mecanismo de reação que descreve o processo de oxidação catalítica e não catalítica por peróxido de hidrogênio. A cinética de inativação não catalítica de Coliformes foi avaliada em reator descontínuo e obedeceu o modelo de Hom modificado. Na presença do catalisador heterogêneo a inativação de coliformes é resultado das reações catalíticas e não catalíticas. O catalisador sólido possui capacidade adsortiva desprezível. Testes realizados em reator de leito fixo em escala de laboratório e em escala piloto mostraram que a remoção de Coliformes é resultado da retenção física entre as partículas, e pelas reações homogêneas e heterogêneas de peroxidação. Os resultados também mostram que o catalisador é eficiente apresentando alta estabilidade, acelerando a decomposição do H2O2, resultando assim em uma elevada remoção dos parâmetros de controle de qualidade da água. Currently the water scarcity has become a real and present problem worldwide, due to the constant increase in the demand of this resource. Alternatives to make possible the reuse of water with inferior quality for less restrictive uses, as treated domestic sewer have been proposed, thus reducing the drinking water consumption and increasing its availability for nobler uses. One of the most important limitations for reuse of treated sanitary sewer is the presence of pathogenic microorganisms. The use of chlorine and its derivatives has been discouraged, due to the formation of mutagenic and carcinogenic by-products. Other alternative disinfectants, such as UV radiation, H2O2, H2O2/UV and ozone are less dangerous and deserve technical and economic attention. Hydrogen peroxide is a strong oxidant, but the oxidation with hydrogen peroxide is not effective in the decomposition of refractory compounds, since the oxidation rate is too low. Thus, it is necessary to combine the use of H2O2 with UV light or iron salts. The liquid phase catalytic oxidation with H2O2 has shown to be an efficient process to decompose several organic compounds. However, the stability of the catalyst is still a problem to be overcome; since the active phase is composed by iron oxides that are easily leached to the liquid phase causing the loss of catalyst is activity. The objective of this work is to evaluate the performance of heterogeneous Fenton process in a fixed bed reactor, to eliminate total coliforms, and to remove dissolved solid and suspended solid as a method of tertiary served water treatment. A new composite of iron oxides deposited on mineral coal was used as catalyst. The effect of the concentration of H2O2 and the time of residence in the reactor were evaluated. A reaction mechanism that describes the catalytic process and non-catalytic oxidation for hydrogen peroxide was proposed. The kinetics of catalytic and non-catalytic inactivation of colifoms was evaluated in batch and continuous reactors. The non-catalytic coliforms and E. coli inactivation followed the modified Hom mechanism. In the presence of the solid catalyst the inactivation of E.coli is a result of catalytic and non-catalytic reactions but the adsorption capacity of E.coli is negligible. The experimental tests performed in fixed bed reactor in laboratory and pilot scale showed that the E.coli and total coliforms removal was a result of physical retention between the particles of the catalyst, homogeneous and heterogeneous reactions. The catalyst was efficient to destroy E.coli and total coliforms presenting high stability and increase of decomposition of the H2O2 resulting in a high removal of parameters of the water quality control.