Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental. / Made available in DSpace on 2013-07-16T01:54:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 222412.pdf: 1058725 bytes, checksum: 709c3fdc80778566fb97b9e23755c962 (MD5) / A cidade de Joinville, no estado de Santa Catarina, Brasil, conta com uma estação de tratamento de esgotos (ETE), composta por lagoas de estabilização, que atende 16% da população há 20 anos, denominada ETE-Jarivatuba. Esta apresenta controle operacional deficiente, agravado pela falta de segurança que estimula ações de vandalismo, inibindo novos investimentos, dificultando o cumprimento da legislação e impedindo o licenciamento ambiental de operação. Em função disto, este trabalho propõe um sistema de gerenciamento baseado em normas de qualidade como a ISO 9001 e nos critérios do Prêmio Nacional de Qualidade em Saneamento promovido pela ABES. O sistema de gerenciamento consistiu em elencar ações prioritárias - em termos de objetivos a serem alcançados - a partir de um diagnóstico geral da situação atual que permitiu detectar as falhas de segurança e operacionais, caracterizar o esgoto bruto afluente, bem como todas as lagoas componentes da ETE-Jarivatuba quanto a parâmetros físico-químicos e biológicos. A partir da análise estatística, verificou-se que as características físico-químicas e biológicas se mantém estáveis para todos os pontos amostrados durante diferentes estações do ano, bem como entre os dois módulos que operam paralelamente. O esgoto bruto apresentou concentração de DBO média de 170,19 mg/L. As lagoas anaeróbias e facultativas apresentaram eficiência na remoção de DBO inferior a prevista no projeto. Analisando-se o perfil longitudinal das lagoas, observou-se tendência ao regime de mistura completa. A ETE não atende ao Decreto Estadual 14.250/1981 no que se refere ao pH, DBO, E.coli e oxigênio dissolvido, nitrogênio e fósforo. Baseado nos resultados do diagnóstico, foram selecionados, como objetivos prioritários para o planejamento estratégico, ações nas áreas de: segurança patrimonial, recuperação da estrutura física, segurança do trabalho, regulamentação de despejos de caminhões limpa-fossa, controle de odores, adequação dos efluentes à legislação, cadastro de usuários não domésticos, pesquisa de ligações clandestinas, gerenciamento do lodo, controle de equipamentos e programa de visitação.

Dissertação (mestrado) - Univesidade Federal de Santa Catarina. Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia. / Made available in DSpace on 2012-10-22T08:08:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 226335.pdf: 502374 bytes, checksum: 32a6f66613c813a4d2eb00a1aa2abf71 (MD5) / A ostra Crassostrea rhizophorae vem sendo amplamente utilizada como um organismo sentinela em programas de biomonitoramento marinho. Biomarcadores de contaminação são ferramentas importantes para a avaliação dos efeitos provocados por contaminantes em organismos expostos. No entanto, são necessários estudos que visem uma melhor compreensão, caracterização e padronização do uso destas respostas bioquímico-moleculares para que as mesmas possam ser utilizadas em estudos Ecotoxicológicos. A família das GST é comumente utilizada como biomarcador de exposição a xenobióticos. Estas enzimas desempenham importante papel nos processos de detoxificação celular, catalisando algumas das principais reações de conjugação da Fase II de biotransformação. O objetivo do presente estudo foi purificar e caracterizar GSTs de brânquias de ostras do mangue C. rhizophorae. Extratos de brânquias foram submetidos à cromatografia de afinidade em coluna GSH-agarose. A atividade da GST das frações eluídas foi testada utilizando-se os substratos 1-cloro, 2,4-dinitrobenzeno (GST-CDNB) e ácido etacrínico (GST-ETA). As frações que apresentaram atividade foram analisadas através de eletroforese bidimensional e ensaios cinéticos utilizando os substratos CDNB e GSH. A atividade da GST no pico de eluição da coluna de afinidade foi 14,1 e 7,5 U/ mg de proteína para os substratos CDNB e ETA, respectivamente. A massa molecular aparente foi de 26,09 kDa, sendo que foram observados seis spots de pI diferentes (pI 7,6-5,4), sugerindo a presença de diferentes sub-unidades. Os valores de Km determinados foram Km CDNB = 1,37 mM e Km GSH = 0,77 mM. Os resultados obtidos foram similares aos observados previamente em estudos com GSTs de diferentes espécies de organismos aquáticos. A elevada atividade da GST-ETA sugere a presença de isoformas da classe Pi, e que esta é, possivelmente, a mais representativa isoforma de GST em brânquias de ostras C. rhizophorae. No entanto, estudos subseqüentes deverão ser realizados visando identificar outras isoformas de GST presentes nesta espécie. Mangrove oyster Crassostrea rhizophorae has been extensively used as a sentinel organism in marine monitoring programs. Biomarkers of contamination are important tools to understand the effects elicited by contaminants in exposed organisms. However, studies aiming the understanding, characterization and standardization of these biochemical-molecular responses in ecotoxicological studies are still required. The GST family is commonly used as biomarkers of exposure to xenobiotics. These enzymes play an important role in cell detoxification, catalyzing one of the major Phase II biotransformation reactions. The aim of this study was to purify and to characterize the GSTs from gills of C. rhizophorae. Gill extracts were submitted to affinity chromatography using GSH-agarose column. The GST activity was analyzed in the eluted fractions using 1-chlorine,2,4-dinitrobenzene (GST-CDNB) and ethachrinic acid (GST-ETA). The fractions containing the peaks of GST activity were submitted to 2D electrophoresis and kinetics analysis, using CDNB and GSH. The activity detected in the elution peaks was 14,1 and 7,5 U/ mg protein for CDNB and ETA, respectively. The apparent molecular mass was 26,09 kDa and six spots with pI values ranged from 7,6 to 5,4 were observed, suggesting the presence of different GST subunits. The Km values were Km CDNB = 1,37 mM and Km GSH = 0,77 mM. These findings are in agreement with those observed for GSTs in similar studies carried out in different species of aquatic organisms. The elevated GST-ETA suggests the presence of GST Pi class isoform and that is, possibly, the most abundant GST isoform in the gills of C. rhizohorae. Moreover, subsequent studies need to be carried out to identify other GST isoforms in this specie.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas / Made available in DSpace on 2013-03-04T19:39:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 304790.pdf: 6339538 bytes, checksum: 7940b78a3fe1890fd908587b3dd5e69f (MD5) / Nesse trabalho são abordadas técnicas de controle preditivo não-linear aplicadas ao controle de um sistema de separação e tratamento de água da indústria do petróleo composto por um separador trifásico e uma bateria de hidrociclones. O separador trifásico tem como funções promover a separação das três fases do fluido (água, óleo e gás) proveniente do reservatório de petróleo e amortecer as perturbações de carga atuando como tanque pulmão. Na saída de água do separador se conecta uma bateria de hidrociclones que permitem extrair os resíduos de óleo da água que é recuperada no processo. Usualmente, os separadores industriais contam com três controladores SISO PI, cada um relativo a uma das fases do fluido. A utilização desse esquema de controle, apesar de ser bastante comum na indústria, tem como principal desvantagem o fato de não amortecer as oscilações de carga. Um esquema utilizado pela Petrobras é o controlador PI por bandas que apesar de utilizar técnicas clássicas de controle monovariável proporciona um bom amortecimento das oscilações de carga. O processo estudado é multivariável e tem uma dinâmica complexa, por isso são estudados neste trabalho dois tipos de modelos de predição não-lineares, sendo eles o modelo Hammerstein e um modelo fenomenológico simplificado do separador. Dois sistemas de controle foram desenvolvidos. O primeiro, multivariável, se baseia no controlador preditivo prático, conhecido como PNMPC, desenvolvido em [33] e inclui diversas funcionalidades para melhorar o desempenho do sistema separador-hidrociclones. O segundo consiste de um conjunto de controladores PI com sintonia via MPC, o qual é de grande simplicidade de implementação. Foram realizados ensaios de simulação onde os controladores foram testados no controle do sistema integrado funcionando em regime permanente e sob a presença de perturbações. / This work discusses techniques for nonlinear predictive control applied to the control of an oil industry separation system and water treatment which comprises a three-phase separator and a battery of hydrocyclones. The three phase separator function is to promote the three phases separation of the fluid from the oil reservoir (gas, oil and water) and act as a surge tank to attenuate load disturbances. A battery of hydrocyclones is connected to the separator water output to extract the residual oil in the water which is recovered in the process. Usually, industrial separators are controlled with three SISO PI controllers, each in one of fluid phases. This control scheme, though it is quite common in industry, has as main disadvantage that it does not damp load oscillations. A scheme used by Petrobras is the PI Band controller that uses monovariable classical techniques but provides a good damping of load oscillations. As the studied process is multiavariable and has quite complex dynamics, two types of non-linear prediction models are analyzed in this work, the Hammerstein model and a simplified phenomenological model of the separator. Using these models two control systems are developed and tuned. The first one is based on the algorith PNMPC (practical multivariable predictive controller), developed in [33] and includes several features to improve the separator hydrocyclones system performance. The second one consists of a set of PI controllers tuned using a Zone MPC approach, which is simple to implement and use. Several simulations are presented to illustrate the use of the proposed controllers using a complete phenomenological model of the integrated system considering the operation in steady state and in the presence of disturbances.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-graduação em Engenharia Ambiental / Made available in DSpace on 2013-06-25T19:28:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 309797.pdf: 3232867 bytes, checksum: 271641ac68a89741ca7db783319d4e57 (MD5) / Existem cada vez mais evidências de que o alumínio é prejudicial para a saúde. Seu excesso no organismo prejudica o transporte de ferro e as funções do ATP, além de provocar osteomalacia, encefalopatia por diálise e anemia microcítica. Suspeita-se também que possa ser um fator desencadeante da doença de Alzheimer e da esclerose múltipla. Uma das fontes mais importantes de entrada de alumínio no organismo humano é a água potável. A tecnologia empregada para remover o alumínio foi a remoção via uso de biopolímeros, por serem materiais abundantes e biodisponíveis, renováveis, de custo relativamente baixo e não tóxicos. Os biopolímeros escolhidos em base à literatura foram a carboximetilcelulose e a quitina. Estes biomateriais podem remover alumínio via processos de adsorção e/ou de complexação via formação de ligações entre seus grupos funcionais e o alumínio. O presente trabalho objetivou: a) determinar a capacidade de remoção de Al3+ por ambos os biopolímeros na faixa de concentração do metal encontrada em água de abastecimento público; b) caracterizar o mecanismo e a velocidade do processo de remoção de Al3+ pelos biopolímeros por meio de estudos isotérmicos, espectroscópicos e cinéticos; c) efetuar estudos de remoção de alumínio em fluxo contínuo visando encontrar os melhores parâmetros operacionais. Os ensaios de remoção de alumínio foram efetuados em regime de batelada utilizando soluções aquosas sintéticas contendo diferentes concentrações de alumínio e diferentes quantidades de biopolímeros. Foram efetuados diferentes experimentos para determinar as condições ideais de pH, temperatura, relação quantidade de biopolímero/concentração de alumínio e tempo de contacto água/biopolímero que levam às melhores remoções de alumínio. Os resultados permitiram concluir que a carboximetilcelulose não é um agente de remoção de alumínio adequado quando este se encontra presentes em baixas concentrações características de águas para abastecimento. Em contraste, a quitina demonstrou uma capacidade de remoção excelente, mesmo a temperatura ambiente e sem necessidade de modificar o pH da amostra. Com objeto de caracterizar o mecanismo que rege a remoção de alumínio pelos biopolímeros, foram efetuados estudos de isotermas de adsorção utilizando soluções sintéticas. Os dados experimentais dos ensaios foram comparados com os modelos de isoterma de Langmuir, Freundlich, Sips e Tóth. O modelo que melhor ajustou-se foi o de Tóth, o que indica um mecanismo de remoção via quimissorção, mas com interações Al-biopolímero mais fracas que as correspondentes ao modelo de Langmuir. A capacidade máxima de remoção de alumínio calculada foi de 20,144 mg Al3+ / g quitina, valor muito adequado para o emprego de quitina em procedimentos em maior escala. Análises por espectroscopia infravermelha (IFTR) e microscopia eletrônica de varredura (MEV) contribuíram para uma melhor caracterização do material, antes e após o processo de remoção, bem como do mecanismo envolvido no processo. Os estudos cinéticos, efetuados com soluções sintéticas, água de poço e água decantada de estação de tratamento de água, revelaram cinéticas de pseudo-segunda ordem, atingindo-se os residuais de alumínio permitidos pela normativa em ~30 minutos para o biopolímero quitina. Para a remoção total de alumínio foram necessários tempos de contacto de ~160 minutos, dependendo da relação Al3+/biopolímero usada. Os ensaios em fluxo contínuo e descendente de água de poço através de uma coluna contendo quitina compactada mostraram-se muito promissores. A técnica mostrou-se capaz de remover alumínio de grandes volumes de água com tempos curtos de contacto sem atingir a saturação do biopolímero, demonstrando uma capacidade de remoção máxima de 9,53 mg Al3+/ g quitina, sendo capaz de manter a água abaixo do valor máximo permitido nas condições analisadas por mais de 2 horas com uma taxa de 6,7 m3 m-2 h-1. O estudo efetuado demonstrou que a quitina é um biomaterial muito adequado para a remoção de alumínio de água para abastecimento, tanto em regime de batelada como em contínuo. Estes resultados, junto com seu baixo custo, que faz desnecessário aplicar processos para sua regeneração após saturação, permitem concluir que a quitina é um excelente agente de remoção de alumínio a escala de laboratório que pode ser testado em experimentos em maior escala / There is increasing evidence that aluminum may be harmful to human health. Its excess impairs the body iron transport and functions of ATP, besides causing osteomalacia, dialysis encephalopathy and microcytic anemia. It is suspected that can also be a trigger factor of Alzheimer's disease and multiple sclerosis. One of the most important sources of aluminum intake and ingestion in the human body is drinking water. Therefore, this study aimed to remove the aluminum present in water supplies, from both natural and introduced from coagulants used in water treatment stations. The technology employed to remove the aluminum was via use of biopolymers, to be bioavailable, abundant, renewable, relatively inexpensive non-toxic materials. The polymers chosen were based on literature were carboxymethylcellulose and chitin. Those biomaterials can remove aluminum via adsorption processes and/or complexing via the formation of bonds between their functional groups and aluminum. This study aimed to: a) determine the removal capacity of Al3+ for both polymers in the concentration range of metal found in public water supply, b) to characterize the mechanism and speed the process of Al3+ removal by the biopolymers through isothermal, kinetic and spectroscopic studies; c) conduct aluminum removal studies in continuous flow in order to find the best operating parameters. The aluminum removal tests were made under batch conditions, using synthetic aqueous solutions containing different concentrations of Al3+ and different amounts of biopolymers. Several experiments were performed to determine the optimal conditions of pH, temperature, relative amount of biopolymer/aluminum concentration and contact time water/biopolymer that lead to a better Al3+ removal. The results showed that carboxymethylcellulose is not an suitable agent for Al3+ removal when it is present in low concentrations of features for water supply. In contrast, a chitin demonstrated excellent ability to remove Al3+, even at room temperature and without need to modify the pH of the sample. Aiming characterizing the mechanism governing the removal of aluminum by biopolymers, adsorption isotherms studies using synthetic solutions were carried out. The experimental tests were compared with the Langmuir, Freundlich, Sips and Toth isothermal models. The model that best fitted the experimental data was Tóth model, which indicates a removal mechanism through chemisorption, but with a Al-biopolymer interaction weaker than those corresponding to the Langmuir model. The maximum aluminum removal was estimated to be 20.144 mg Al3+/g chitin, a very suitable value for the use of chitin in procedures on a larger scale. Analysis by infrared spectroscopy (IFTR) and scanning electron microscopy (SEM) contributed to a better characterization of the material before and after the removal process as well as the mechanism involved. The kinetic studies performed with synthetic solutions, well water and decanted Water Treatment Plant water, showed kinetics of pseudo-second order, reaching the residual aluminum allowed by WHO guide in ~ 30 minutes for the biopolymer chitin, with a complete Al3+ removal from the solution within a contact time of ~ 160 minutes, depending on the relationship Al3+/QTN used. The tests and down-stream flux of well water through a packed column containing QTN were very promising. The QTN was capable of removing aluminum from large volumes of water with short times of contact without reaching the saturation of the biopolymer, showing a maximum adsorption capacity of 9.53 mg Al3+/g chitin, being capable of maintaining the water below the maximum permitted concentration for over two hours at a rate of 6,7 m3 m2 h-1. The studies performed demonstrated that chitin is a biomaterial very suitable for the removal of water for aluminum, both under batch and continuous. These results, along with its low cost, which makes it unnecessary to apply processes for regeneration after saturation, allow to conclude that the chitin is an excellent agent for removing aluminum laboratory scale that can be tested in experiments on a larger scale

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2012 / Made available in DSpace on 2013-06-26T00:44:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 312306.pdf: 6788618 bytes, checksum: 4f283fb597c40c49feeb13c043f59796 (MD5) / A filtração em margem, FM, consiste em induzir o escoamento da água das fontes superficiais, localizadas em formações geológicas de tipo aluvião ou não consolidadas, até poços e galerias adjacentes. A fim de estudar e comparar a FM com a filtração direta (FD), foi realizado um estudo de FM no nível piloto, no manancial Lagoa do Peri em Santa Catarina. Para isso, foram construídos três sistemas diferentes: piezômetros, colunas preenchidas com sedimento do fundo da Lagoa e bio filtro de pedra pomes, test filter (TF). Nesses sistemas, foram estudadas as variações da qualidade da água, características redox, remoção de matéria orgânica natural (MON) e remoção dos precursores de trialometanos (TAM). Paralelamente, foi caracterizada a água, obtida por FD, no local. A hidrogeologia local é do tipo depósito litorâneo com textura arenosa, condutividade hidráulica média de 10-4 m/s e profundidade do aquífero (18 m), apropriados para a FM. A cor e turbidez foram removidos atingindo valores abaixo das exigidas pela norma, nos primeiros centímetros de infiltração (1 dia de percurso). Da mesma forma, a maioria da MON foi removida ao início da infiltração, acompanhada pela aparição de condições redutoras, que comprometeram a qualidade da água, pela presença de ferro, manganês e sulfeto de hidrogênio. A remoção de MON e precursores de TAM foi próxima de 45-35% de carbono orgânico dissolvido e total (COD e COT) e 70% de precursores, após 100 dias de percurso. Porém, a dessorção/dissolução de carbono orgânico sólido (COS), previamente depositado no subsolo, reduziu a remoção, especialmente durante os meses mais quentes. Houve uma redução preferencial dos precursores de TAMs, em relação à MON total. A remoção da MON e de precursores, sem o fenômeno de dessorção/dissolução, mostraram uma cinética de primeira ordem. O COD e os precursores de TAM, relacionados com uma fração de MON facilmente biodegradável, foi removido em menos de 2 dias de percurso; outra fração menor, moderadamente degradável, precisou de 100 dias. A MON e precursores residuais foram não degradáveis, em condições práticas de FM. Dessa forma, a maior capacidade da FM foi atingida após 100 dias de percurso. As condições redox da água tratada por FM se apresentaram como a principal desvantagem da mesma, frente à FD. No entanto, a infraestrutura do sistema de FD poderia ser utilizada como pós-tratamento da água provinda por FM, em condições anaeróbias.<br> / Abstract : Bank filtration, BF, consists into induced surface water, located on alluvial and non-consolidated geological formation, to flow to pumping wells and galleries installed on their banks. BF was studied and compare with direct filtration (DF) in pilot scale in Lagoa do Peri Lake, Santa Catarina. Three diferent systems were constructed: a piezometer on the banks, columns filled with sand from the lake bottom and a pumice stone bio-filter, test filter (TF). The systems permit to study water quality parameters, redox conditions and the remval of natural organic matter (NOM) and thrihalomethanes (THM) precursors. At the same time BF treated water from the same lake was monitored. Sandy littoral deposits form the local hydrology of the study site; with mean hydraulic conductivity of 10-4 m/s and 18 m aquifer depth, typical characteristics for BF application. Turbidity and apparent color were removed in the first centimeters of infiltration (1 day of nitration). In a similar way most of the NOM was also removed at the beginning of the infiltration. A shift to reductive conditions was also observed with the presence of iron, manganese and hydrogen sulphide in the filtrate water. NOM (as total and dissolved organic carbon) and THM precursor removal was about 45-35% and 70% respectively, after 100 days of infiltration. However, desorption/dissolution of organic carbon from the subsoil was observed principally during the warmer months. There was a preferential THM precursor removal in relation to the total NOM. The NOM and precursors removal showed a first order kinetics during the nom desorption/dissolution period. The dissolved organic carbon and the precursors corresponding with an easily degradable fraction were removed during the first 2 days of infiltration. A second, moderately degradable fraction was removed in 100 days. The residual NOM and precursors were considered nom degradable in practical conditions. Therefore, the highest BF capacity was at 100 days of travel time. Finally, comparing BF with DF, the reduced redox conditions seem to be the principal disadvantage of the former. However, the existing DF infrastructure could be used to treat the BF water.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental. / Made available in DSpace on 2013-07-15T22:46:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 222214.pdf: 3768714 bytes, checksum: edb9e10e4bd0a1bd6e0097ebbaab805c (MD5) / A floculação pode ser realizada em meio granular fixo ou expandido, em tempos da ordem de 2 a 5 minutos. A floculação em meio granular expandido surgiu da necessidade de evitar a retenção de sólidos, para manter inalteradas as condições de floculação no reator. A operação necessita de condições hidráulicas em termos de gradiente de velocidade e tempo de floculação, que nem sempre podem ser obtidas utilizando materiais granulares naturais como areia e carvão antracitoso. Diante dessa necessidade, foram estudados em sistema piloto, composto por floculação e filtração rápida descendente, materiais sintéticos esféricos e não esféricos, com diâmetro entre 3 e 6 mm. Inicialmente as condições hidráulicas dos materiais granulares como expansão e velocidade mínima de fluidificação, foram avaliadas utilizando-se água tratada. A floculação em sistema piloto, precedida de ensaios em jarteste, foi feita com água da lagoa do Peri, caracterizada por valores relativamente baixos de cor e turbidez, e forte presença de fitoplâncton. Dentre os materiais estudados um foi escolhido para testar a floculação como pré-tratamento à filtração direta descendente. Os resultados mostram que apenas a floculação em meio granular expandido permitiu a autolimpeza dos floculadores. Os materiais utilizados permitiram a obtenção de valores adequados de gradiente de velocidade para produção de flocos. A pré-floculação aumentou a duração das carreiras de filtração em 68% e melhorou a qualidade da água filtrada, quando associada à mudanças no meio filtrante e no coagulante. Um exemplo de comparativo econômico entre floculador mecânico de paletas, hidráulico de chicanas verticais, e de meio granular expandido, mostrou que esse último possui custo 50% menor.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental. / Made available in DSpace on 2013-07-15T23:41:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 213572.pdf: 1892651 bytes, checksum: dbb777f01ec0f1d43940a2c7059d2a94 (MD5) / O biorreator à membrana (BRM) permite a retenção da biomassa e microrganismos patógenos, promovendo maior eficiência no tratamento de efluente e segurança bacteriana no permeado. O efluente tratado apresenta boas condições de reúso. O trabalho desenvolvido nesta Tese utilizou o BRM submersa para o tratamento de um efluente sintético, avaliando-se seu desempenho hidrodinâmico e físico-químicos no controle da colmatação. Os estudos experimentais foram realizados no Laboratório de Génie des Procédés d#Élaboration des Bioproduits (GDPB), na Universidade Montpellier II, França. Os experimentos consistiram em acompanhar, durante 15 meses ininterruptos, o desempenho dos procedimentos sobre o plano de qualidade de tratamento de um efluente sintético e a evolução da colmatação da membrana. Os adjuvantes: cloreto férrico (FeCl3) e carvão ativo (CA) foram adicionados no tanque de alimentação, substrato, com o objetivo de aumentar o tamanho médio das partículas da suspensão biológica por floculação e adsorsão, para então verificar a minimização da colmatação das membranas. Os fluxos de permeação estudados foram: 5, 10 e 15 L/h.m2. Os estudos para a compreensão da colmatação nas membranas apresentaram resultados satisfatórios. A suspensão biológica sem adição de adjuvantes, chamada por

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2013-12-05T23:23:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 320460.pdf: 3061667 bytes, checksum: 80969574bb53e183b3e0520ee952d2c5 (MD5) Previous issue date: 2013 / A água destinada ao abastecimento pode ser obtida de fontes superficiais ou subterrâneas, sendo necessário o seu tratamento para remover substâncias que possam causar rejeição por parte das pessoas ou problemas de saúde para a população. Dentre as substâncias que devem ser removidas das águas destinadas ao consumo humano, se encontram as substâncias húmicas aquáticas, o ferro e o manganês. A matéria húmica aquática, além de produzir cor, odor e sabor na água, pode ocasionar a formação de trialometanos que apresentam riscos para a saúde. O ferro e o manganês também podem alterar as propriedades organolépticas da água e, em concentrações elevadas, causar problemas de saúde. O presente trabalho teve como objetivo avaliar a eficiência de remoção de ferro, manganês e substâncias húmicas em água superficial e água subterrânea, por meio de um sistema que inclui etapas de coagulação, floculação e sedimentação, seguidas de filtração com membranas de ultrafiltração ou nanofiltração. O coagulante, escolhido mediante ensaios em jar test, foi o policloreto de alumínio, e as condições de mistura rápida e floculação foram ajustadas para obter melhor qualidade da água com menores dosagens de coagulante. A água clarificada foi submetida e filtração com membranas. Com as membranas de nanofiltração foram obtidas remoções quase completas de ferro dissolvido, e altas para substâncias húmicas (superiores a 96% medidas como absorbância ao UV254nm e superiores a 88% medidas como COD). Com as membranas de ultrafiltração foram obtidas remoções de 99% de ferro dissolvido, e elevadas para substâncias húmicas (superior a 90% medidas mediante absorbância ao UV254nm e próxima a 80% medida como COD). No caso do manganês dissolvido as remoções obtidas foram baixas. Para a água da ponteira (em que os valores da água bruta foram superiores ao limite estabelecido para água potável), com a membrana de ultrafiltração a remoção chegou a 27%, e com a membrana de nanofiltração atingiu-se uma remoção próxima a 50%, encontrando-se este último valor obtido dentro dos limites da legislação. Considerando a remoção de contaminantes assim como as características de fluxo de permeado, a filtração utilizando membranas de nanofiltração precedida de coagulação, floculação e sedimentação, apresentou-se como uma boa alternativa no tratamento de água contendo substâncias húmicas de baixo peso molecular, ferro dissolvido e com moderada quantidade de manganês dissolvido presentes.<br> / Abstract : Potable water supply can be obtained from surface and groundwater sources. However, water treatment is required in order to remove substances that can cause human diseases and conditions. Some of the substances to be removed are aquatic humic matter, iron and manganese. Aquatic humic matter not only produces color, taste and odor to water, but also can form trihalomethanes which are very harmful tu human health. Iron and manganese can also alter the organoleptic properties of water causing health conditions when found in high concentrations. This research is aimed at studying the removal efficiency of iron, manganese and humic substances in surface water and groundwater by a system consisting of a coagulation - flocculation - sedimentation process, followed by ultrafiltration or nanofiltration. For clarification, polyaluminium chloride was chosen as the coagulant by jar test, and the conditions of rapid mixing and flocculation were adjusted to obtain the best water quality at lower dosages. The clarified water was treated by filtration membranes. The removal capacity of humic acids by nanofiltration was greater than 88% in terms of dissolved organic carbon and greater than 96% in terms of absorbance UV254nm. By ultrafiltration the removal capacity was in terms of dissolved organic carbon greater than 80% and greater than 90% in terms of absorbance UV254nm. Iron co-removal was very effective, exceeding 99% in all cases. Removal of manganese for groundwater was 53% and 27%, for nanofiltration and ultrafiltration respectively and 5% with both of the membranes for lake water, possibly due to its limited capacity to form complexes with humic substances. The level of removal of contaminants as well as the permeate flow characteristics, suggests that the nanofiltration preceded by coagulation, flocculation and sedimentation is a good alternative for treatment of waters with high levels of humic substances and dissolved iron, with moderate concentrations of dissolved manganese.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2013-12-05T23:24:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 322465.pdf: 8162126 bytes, checksum: 8ec85635212ce86f21701690308bb139 (MD5) Previous issue date: 2013 / A utilização da madeira como elemento filtrante em tratamento de água pode ser uma forma eficiente e de baixo custo, já que a madeira é um material renovável. O estudo foi desenvolvido em duas etapas, mediante a construção de sistemas pilotos. Etapa I, estudo em escoamento frontal e Etapa II, estudo em escoamento tangencial helicoidal. Foram estudadas 3 espécies: caixeta (Tabebuia cassinoides Lam. P. DC.), garapuvu (Schizolobium parahyba Vell. Blake) e pinus (Pinus elliottii). Foram determinadas imagens de microscopia eletrônica de varredura (MEV), com aproximações iguais para as três amostras no sentido dos poros, paralelo às fibras. Com relação à permeabilidade das madeiras estudadas, observou-se que quanto mais porosa for a madeira, maior será sua permeabilidade e menor será sua massa aparente. Os poros das madeiras podem se enquadrar dentro da faixa da microfiltração. A filtração no sentido transversal das fibras não foi interessante, por apresentar baixíssima taxa de filtração e requerer uma pressão de trabalho alta. Com relação à filtração com escoamento frontal, considerando ao mesmo tempo qualidade e produção de água, a pinus foi a melhor opção. Existe uma correlação entre massa específica da madeira e sua porosidade. Neste trabalho, a massa específica de 0,50 g/cm³ e uma porosidade na faixa de 40 % foram interessantes para o tratamento. Entre as madeiras estudadas, o diâmetro de poro com maior desempenho foi em torno de 0,02 mm. Os resultados na filtração com escoamento tangencial helicoidal geraram uma remoção média de 70% da cor aparente e remoção média de 93% de turbidez. A pressão de trabalho, não ultrapassou 30 mca, para uma taxa de filtração 15 m³/m².d. Os ensaios de filtração tangencial helicoidal envolvendo coagulação demonstraram melhores resultados e maior eficiência no tempo de filtração. A colmatação sobre a superfície da madeira chegou a uma profundidade de 5 mm, não sendo encontrado em 10 mm. Este sistema de tratamento gerou baixo consumo de energia (por trabalhar com baixas pressões) e utilizou matéria-prima renovável.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2013 / Made available in DSpace on 2013-12-05T23:52:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 318951.pdf: 3678644 bytes, checksum: 22aa8b9738122383719ddc57ca716774 (MD5) Previous issue date: 2013 / A deposição final dos resíduos da atividade humana na natureza é sempre um desafio. A busca pela reutilização de resíduos é fundamental nos dias atuais, onde a preocupação com o meio ambiente é cada vez maior. A indústria de revestimentos cerâmicos não é uma exceção a esta regra. Dentre os muitos resíduos gerados, a indústria de revestimentos cerâmicos consegue reaproveitar a maior parte em seu próprio processo. Mas o reaproveitamento das peças queimadas quebradas ainda é um desafio. Elas têm elevada dureza, e esta é a principal dificuldade de seu reaproveitamento no processo. Estudar formas alternativas para reaproveitar essas quebras é a opção ecologicamente correta mais viável. Então, este trabalho buscou estudar modos para reaproveitar as quebras queimadas de porcelanato em atividades distintas da própria cerâmica, em especial como elemento filtrante para o tratamento de água. Amostras de água coagulada foram filtradas em laboratório utilizando areia e quebras queimadas britadas como recheio para os filtros. A cada filtração realizada, os resultados obtidos pela areia e pela quebra queimada eram comparados. Ao final das filtrações, análises mais precisas para a detecção de elementos químicos nocivos à saúde humana foram realizadas na água filtrada por ambos os elementos filtrantes. A função destes ensaios era evidenciar se a areia dos filtros de água pode ser substituída por quebras queimadas britadas de porcelanato <br> / Abstract: The final disposal of waste from human activity in nature is always a challenge. The search for the reuse of waste is essential nowadays, where concern for the environment is increasing. The ceramic tile industry is no exception to this rule. Among the many waste generated, the ceramic tile industry can reuse the most of them in your own process. But the reuse of broken fired pieces is still a challenge. They have high hardness, and this is the main difficulty for its reuse in the process. Studying alternative ways to reuse these breaks is the most viable environmentally option. So, this study aimed to examine ways to reuse broken pieces of burned porcelain tiles in different economic activities, particularly as filtering element for water treatment. Coagulated water samples were filtered in the laboratory using sand and crushed pieces of porcelain tiles as filling for the filters. Each filtration performed, the results obtained by sand and crushed pieces of porcelain tiles were compared. At the end of filtrations, a complete analysis for detection of harmful chemical elements to human health was performed in water filtered by both filtering elements. The function of the analysis was to evince that the sand used on water filters can be replaced by crushed pieces of porcelain tile.