Neste trabalho, foram adicionadas diferentes concentrações de polianilina (PANI) a uma solução polimérica de poliétersulfona (PES) e N-metil-pirrolidona (NMP), com o intuito de sintetizar membranas de ultrafiltração a partir do método de inversão de fases. O desafio consistem em combinar alta condutividade elétrica, boas propriedades mecânicas e oxidação eletroquímica, permitindo assim que a oxidação de possíveis contaminantes ocorra ao mesmo tempo em que a membrana atua como uma barreira de filtração seletiva. O efeito da adição de PANI foi avaliado quanto à morfologia da membrana, capacidade de separação e desempenho, em termos de permeabilidade e condutividade. As membranas modificadas apresentaram uma morfologia muito singular quando analisadas pelo Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV), poros maiores foram identificados, ausência da camada seletiva, diminuição da camada inferior e grandes fases aglomeradas ao longo da seção transversal. Devido ao aumento do tamanho dos poros, a seletividade das membranas modificadas foi comprometida. Os resultados de porosidade para as membranas modificadas variaram entre 53 e 66%. A permeabilidade e a condutividade das membranas modificadas aumentaram à medida que a concentração de PANI também aumentou. O fluxo mediano obtido para a membrana com concentração de 40% de PANI foi de 835 L.m-2.h-1, cerca de 5 vezes maior do que o fluxo mediano obtido para a membrana controle. Já a condutividade mediana obtida para a mesma membrana modificada foi de 1,7x10-6 S, cerca de 15 vezes maior do que a membrana controle. Durante o teste de voltametria cíclica não foram observadas reações de oxidação-redução, nem da solução de ferro-cianeto nem da própria polianilina, ao aplicar uma tensão variando entre -0,2 V e 0,8 V. Desta forma, a partir dos resultados, pode-se afirmar que a adição de Polianilina alterou a morfologia e o desempenho das membranas modificadas, destacando o incremento na permeabilidade, hidrofilicidade e condutividade, mantendo sua característica de ser uma barreira de filtração seletiva. / In this work, different concentrations of Polyaniline (PANI) were added to a polymer solution made of Polyethersulfone (PES) and N-methylpyrrolidone (NMP), in order to synthesize ultrafiltration membranes by the phase inversion method and the challenge of combine high electrical conductivity, good mechanical properties and electrochemical oxidation, thus allowing the oxidation of matter to occur at the same time that the membrane acts as a selective and reliable filtration barrier. The effect of PANI addition was evaluated regarding the membrane morphology, separation capacity and performance in terms of permeability and conductivity. The modified membranes presented a very unique morphology when analyzed by the Scanning Electron Microscope (SEM), larger pores were identified, absence of the selective layer, decrease of the lower layer and large agglomerated phases with phase contour characterization along the cross section. Due to the increase in pore size, the selectivity of the modified membranes was compromised. The porosity results for the modified membranes are only reflections of the morphology obtained, and the median porosities varied between 53 and 66%. The permeability and conductivity of the modified membranes increased as the PANI concentration also increased. The median flow obtained for the membrane with 40% PANI concentration was 835 L.m-2.h-1, about 5 times higher than the median flow obtained for the control membrane. The median conductivity obtained for the same modified membrane was 1.7x10-6 S, about 15 times higher than the control membrane. During the cyclic voltammetry test, no oxidation-reduction reactions were observed, neither the iron-cyanide solution nor the polyaniline itself, when applying a voltage ranging from -0.2 V to 0.8 V. From the results, it can be affirmed that the addition of polyaniline particles altered the morphology and performance of the modified membranes, highlighting the increase in permeability, hydrophilicity and conductivity, maintaining its characteristics of being a selective filtration barrier.

Esse trabalho teve como objetivo avaliar a viabilidade técnica e econômica da regeneração de coagulantes a partir do lodos gerados em ETA\'s. Foi considerado que o coagulante regenerado será empregado em sistemas de tratamento de esgotos. A regeneração de coagulante consiste basicamente em promover uma alteração no pH do lodo, de forma que os hidróxidos metálicos presentes são solubilizados. A fase líquida com alta concentração de metais é então separada, constituindo o coagulante regenerado. Consequentemente, essa tecnologia propicia a recuperação de um recurso, que é o coagulante, e a redução de lodo. Para a verificação da viabilidade técnica foram realizados ensaios de acidificação em escala de bancada com lodos das ETA\'s Guaraú e Rio Grande, visando o estudo das condições de regeneração, da qualidade do coagulante produzido e do lodo restante. Foi verificado que do ponto de vista técnico a regeneração de coagulantes é uma alternativa possível, gerando um coagulante aproximadamente 100 vezes mais diluído que os comerciais, mas com desempenho satisfatório na aplicação no tratamento de efluentes de reator UASB. As reduções médias de sólidos em suspensão nos lodos utilizados foram de 28% e 53%. A avaliação econômica foi realizada considerando uma ETA com características similares à ETA Rio Grande, com um sistema de regeneração em funcionamento. Foi verificado que considerando as reduções de custos decorrentes da diminuição de lodo a ser tratado e disposto, o custo de produção do coagulante regenerado é muito próximo ao custo do coagulante comercial. Portanto, conclui-se que hoje em dia essa tecnologia deve ser considerada como uma alternativa potencialmente viável dos pontos de vista técnico e econômico para o tratamento e reaproveitamento de lodo de ETA\'s. / The primary goal of this work was to evaluate the technical and economical feasibility of coagulant recovery from water treatment plant sludges, considering that the recovered coagulant is going to be used in wastewater treatment plants. The coagulant recovery technology consists in change the sludge pH, in order to solubilize the present metal hydroxides. The liquid phase with high metals concentrations is then separated, becoming the recovered coagulant. This technology provides a resource recovery, which is the coagulant, and also a reduction in the amount of sludge that needs to be treated and disposed. To verify the technical feasibility, acidification bench tests were conduced using sludges from Guaraú e Rio Grande water treatment plants, in order to study the regeneration conditions, the recovered coagulant quality and the remaining sludge. From the technical point of view, it was verified that coagulant recovery is a possible alternative, producing a coagulant 100 times more diluted than the commercial coagulant, but with a satisfactory behavior in the treatment of UASB reactor effluent. The suspended solids average reductions in the Rio Grande and Guaraú water treatment plants sludges were 53% and 28%, respectively. The economical evaluation was done using the results obtained in the bench tests and considering a water treatment plant similar to Rio Grande. It was verified that considering the costs decrease due to the sludge reduction, the recovered coagulant production cost was very similar to commercial coagulants cost. Thus, it was concluded that nowadays this technology must be considered as a potential alternative for the treatment and reuse for water treatment plant sludges, regarding to the technical and economical aspects.

A conversão do lodo em coagulante é uma das práticas considerada adequada para minimizar o impacto ambiental de destinação do lodo. A solubilização dos coagulantes e sua reciclagem permitem minimizar os custos e os problemas associados à disposição final dos lodos gerados em ETAs. Os processos de recuperação dos coagulantes podem ser realizados por via ácida, via alcalina e via extração com solventes orgânicos por complexação/quelação. Entretanto, a recuperação por via ácida (Processo Fulton) é a que tem se demonstrado a mais viável, tanto técnica como economicamente. Assim, o objetivo desse trabalho foi avaliar a possibilidade de recuperação de coagulante a partir do lodo de uma estação de tratamento de água. Optou-se pelo processo de recuperação por via ácida, utilizando-se ácido sulfúrico. A metodologia do trabalho envolveu: (a) a caracterização do lodo da ETA; (b) ensaios práticos de acidificação para recuperação de um coagulante misto à base de ferro e alumínio (considerando-se o uso de lodo “in natura” na forma pastoso/líquida, lodo seco a 105ºC e lodo calcinado a 500ºC; (c) análises dos coagulantes obtidos; (d) caracterização do lodo residual de acordo com NBR 10.004 (2004); e (e) realização de testes de tratamento de água com o coagulante obtido à partir do lodo de forma comparativa com o coagulante em uso atualmente na ETA. Os resultados demonstram que a recuperação do coagulante somente foi efetiva após a calcinação do lodo da ETA, para a eliminação da matéria orgânica presente. A aplicação do coagulante reciclado no tratamento de água foi igualmente eficiente ao coagulante tradicionalmente empregado, ambos atendendo a qualidade da água exigida na Portaria 2914/2011. / The conversion of coagulant sludge is one of the practices considered adequate to minimize the environmental impact of disposal of sludge. The solubilization of coagulants and enable their recycling to minimize the costs and problems associated with the disposal of sludge generated in ETAs. The coagulant recovery process may be performed by acid- route, and route via alkaline extraction by organic complexing / chelating solvents. However, the recovery by acid pathway (Case Fulton) is the one that has shown the most feasible , both technically and economically . The objective of this study was to evaluate the recoverability of coagulant sludge from a water treatment plant. We chose the recovery process by acid pathway, using sulfuric acid. The methodology of work involved : ( a) the characterization of sludge by ETA; ( b ) practical tests acidification recovery of a mixed coagulant based on iron and aluminum (considering the use of sludge " in natura " in paste / liquid form , dried sludge at 105 º C and calcined sludge at 500 º C ); ( c ) analyzes of coagulants obtained; ( d ) characterization of residual sludge according to NBR 10004 (2004 ); and (e ) conducting tests with water treatment coagulant obtained from the sludge in comparison with the coagulant in use today in the ETA . The results demonstrate that recovery of coagulant was only effective after calcination of the sludge ETA for the removal of organic matter. The application of recycled coagulant in water treatment was also effective in traditional coagulant employee, serving both the water quality required in Ordinance 2914/2011.

Submitted by Isaac Francisco de Souza Dias (isaac.souzadias@ufpe.br) on 2016-01-25T16:06:28Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) disserta natali. FINAL.pdf: 2684085 bytes, checksum: 8a4ca200d8713256adc6a25a36f5010c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-25T16:06:28Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) disserta natali. FINAL.pdf: 2684085 bytes, checksum: 8a4ca200d8713256adc6a25a36f5010c (MD5) Previous issue date: 2014-08-29 / CNPq / Segundo a legislação brasileira (ABNT-NBR 10.004, 2004) define-se como resíduos sólidos os resíduos nos estados sólidos e semi-sólidos, que em função de sua periculosidade podem ser classificados em duas classes principais: Resíduos Classe I – Perigosos, Resíduos Classe II - Não Perigosos, esse subdividido em duas classes: Resíduos Classe II A - Não Inertes e Resíduos Classe II B - Inertes. Nesse contexto, inserimos o lodo gerado em Estação de Tratamento de Água - ETA, em problema comum da indústria do saneamento no Brasil, onde grande parte desse lodo, ainda se encontra sem o adequado tratamento e destino final, agravado pelo o estado semi-sólido, fator complicador para o transporte e disposição final. Para reduzir o volume de água do lodo existem tecnologias com o uso de adensador, filtro-prensa, centrífuga, secagem térmica e os tubos (bag) de geotêxtil, confeccionados em tecido de polipropileno de alta densidade e resistência, que podem promover uma redução superior à 90% da umidade do lodo. Neste estudo foi avaliado o lodo gerado na ETA Botafogo, localizada na região metropolitana de Recife – PE e gerenciada pela Companhia Pernambucana de Saneamento (COMPESA). O lodo coletado no decantador foi acondicionado em bags, com e sem condicionamento de polímero, por um período de 3 meses. Foram realizadas análises de caracterização antes, durante e depois dos lodos presentes nos bags, além do líquido drenado. Após o completo preenchimento dos bags, realizou-se a metodologia de quarteamento para retirada de amostras de lodo que foram submetidas às análises para avaliação do teor de umidade (%) e dos metais Fe, Cu, Pb, Zn, Mn e Al. Dentre os metais presentes, o alumínio foi escolhido como objeto de estudo, devido o Sulfato de alumínio ser utilizado como coagulante na ETA em questão. Neste sentido, o uso do bag de geotêxtil para concentrar poluentes, que são lançados no solo ou nos recursos hídricos, se mostrou bastante eficiente, visto que o monitoramento da concentração de metais no lodo afluente, do lodo concentrado e do líquido drenado do bag mostrou que 99% do Fe, 98% do Cu, 99% do Pb, 47% do Mn, 100% do Zn e 100% do Al, ficaram retidos no lodo que recebeu a adição do polímero. Quando o lodo não recebeu o condicionamento com polímero, a retenção foi de 98%, 98%, 95%, 55%, 100% e 98% dos respectivos metais. Assim é possível desidratar e concentrar poluentes do lodo com o uso do geotêxtil, condicionado ou não com polímero, para posterior tratamento, reuso ou disposição final no meio ambiente de forma planejada e adequada. Em relação à DQO do permeado, foi observado que para o sistema sem polímero se comportou como o sistema com polímero a partir da segunda coleta. / According to Brazilian legislation (ABNT-NBR 10004, 2004) is defined as solid waste residues in solid and semi-solid states, which due to its danger can be classified into two main classes: Class I Waste - Hazardous, Waste Class II - Non Hazardous, this subdivided into two classes: Class II Waste - Waste Not Aggregates and Class IIB - Aggregates. In this context, we entered the sludge generated at the Water Treatment Plant - WTA, a common problem of sanitation industry in Brazil, where much of this type of sludge is still without proper treatment and disposal, aggravated by the state semi -solid complicating factor for transport and final disposal. To reduce the water volume of the sludge technologies exist with the use of filler, filter press, centrifuge, drying and heat pipes (bag) of geotextile made of polypropylene and high-density tissue strength, which can promote a greater reduction to 90% moisture sludge. In this study we evaluated the sludge generated at the WTP Botafogo, located in the metropolitan region of Recife - PE and managed by Pernambuco Sanitation Company (COMPESA). The sludge collected in the decanter was packed in bags with and without conditioning polymer, for a period of 3 months. Characterization analyzes were conducted before, during and after the sludge present in the bags in addition to the drained liquid. After complete filling of the bags, there was the quartering methodology for removal of sludge samples that were subjected to analyze for assessing the moisture content (%) and metals Fe, Cu, Pb, Zn, Mn and Al Among the metal content, aluminum was chosen as the object of study because aluminum sulfate is used as the coagulant WTA studied. In this sense, the use of geotextile bag to concentrate pollutants that are released into the soil or water resources, was very efficient, since the monitoring of the concentration of metals in the influent sludge, the concentrated sludge and liquid drained from the bag showed 99% Fe, 98% Cu 99% Pb, 47% of Mn, and Zn 100% 100% Al, were retained in the sludge which received the addition of the polymer. And when it has received sludge conditioning polymer, retention was 98%, 98%, 95%, 55%, 100% and 98% of the respective metals. Thus it is possible to dehydrate and concentrate pollutants from sludge using geotextile, conditioning or not polymer, for further treatment, reuse or disposal into the environment in a planned and appropriate.

Submitted by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2017-02-06T18:19:56Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação - Alexandro S. Alves.pdf: 1577780 bytes, checksum: 26bc81bbb9b138c70040407a76016a56 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2017-02-06T18:20:33Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação - Alexandro S. Alves.pdf: 1577780 bytes, checksum: 26bc81bbb9b138c70040407a76016a56 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2017-02-06T18:20:51Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação - Alexandro S. Alves.pdf: 1577780 bytes, checksum: 26bc81bbb9b138c70040407a76016a56 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-06T18:20:51Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação - Alexandro S. Alves.pdf: 1577780 bytes, checksum: 26bc81bbb9b138c70040407a76016a56 (MD5) Previous issue date: 2016-07-28 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The increase of contaminants nitrate íons (NO3-) in water supplies to the use of fertilizers in agriculture (NH4NO3, Ca(NO3)2, KNO3, etc.), make them conventional methods of treatment less viable to be a chemically stable species with low potential for precipitation. Thus, the use of titanium with copper oxide film is proposed (Ti / Cu 2 O) as a new semiconductor p-type in photocatalytic treatments applied to the reduction of nitrate ions (NO3-) under ultraviolet light (UV) stirring a sample containing 15.0 mg.L-1 NO3-. The Cu2O film was electrodeposited on a titanium metal plate (5cm x 5cm) in potential of -0.4 V (vs. Ag / AgCl, KCl sat), for a period of 30 minutes at pH 9 solution containing 0.4 mol.L-1 cupric sulphate pentahydrate - CuSO4.5H2O - and 3.0 mol.L-l actic acid - C3H6O3 - maintained at 60°C. During the photocatalytic processes, aliquots in triplicates were collected at 0, 10, 15, 20, 30, 45, 60, 75 and 90 minutes (min) treatment and then analyzed. After 90 minutes of treatment, observed in the photoelectrocatalysis +0.1V a reduction 93.8% of NO3- maintained in solution 6.3% of NO3-, 7.2% of NO2- and 86.5% of NH4+ or N2. For photoelectrocatalysis +0,2V there was a reduction 77.1% of NO3- maintained in solution 22.9% of NO3-, 12.1% of NO2- and 65.0% of NH4+ or N2. These results showed that proposed electrode (Ti/Cu2O) has potential as a reducing nitrate íons in aqueous solution, with the possibility of being used in solutions with concentrations greater than 15 mg.L-1. / O aumento de contaminantes contendo íons nitrato (NO3-) em água para abastecimento pelo uso de fertilizantes na agricultura (NH4NO3, Ca(NO3)2, KNO3, etc.), tornam os métodos de tratamento convencionais menos viáveis por ser uma espécie quimicamente estável com baixo potencial de precipitação. Com isso, propõe-se o uso do titânio com filme de óxido cuproso (Ti/Cu2O) como um novo semicondutor do tipo-p em tratamentos fotocatalíticos aplicado na redução de íons nitrato (NO3-) sob luz ultravioleta (UV) com agitação de uma amostra contendo 15,0 mg.L-1 de NO3-. O filme de Cu2O foi eletrodepositado em uma placa de titânio metálico (5cm x 5cm) sob potencial de –0,4 V (vs Ag/AgCl, KCl sat), por um período de 30 minutos, em solução de pH 9,0 contendo 0,4 mol.L-1 de sulfato cúprico penta hidratado – CuSO4.5H2O – e 3,0 mol.L-1 de ácido lático – C3H6O3 –mantido à 60ºC. Durante os processos fotocatalíticos, alíquotas em triplicatas foram coletadas nos tempos de 0, 10, 15, 20, 30, 45, 60, 75 e 90 minutos (min) de tratamento e logo analisadas. Após 90 min de tratamento, observou-se na fotoeletrocatálise +0,1V uma redução de 93,8% de NO3- mantendo em solução 6,3% de NO3-, 7,2% de NO2- e 86,5% de NH4+ ou N2. Para fotoeletrocatálise +0,2V observou-se uma redução de 77,1% de NO3- mantendo em solução 22,9% de NO3-, 12,1% de NO2- e 65,0% de NH4+ ou N2. Esses resultados mostraram que eletrodo proposto (Ti/Cu2O) apresenta potencial como redutor de íons nitrato, em solução aquosa, com possibilidade de ser usado em soluções com concentrações maiores que 15 mg.L-1.

A contaminação de aqüíferos rasos e livres por fossas sépticas e negras é um problema bastante sério, principalmente em países em desenvolvimento. Nesta dissertação pretendeu-se estudar processos de remediação de aqüíferos rasos e livres utilizando-se da técnica de wetlands, que são definidos como habitats onde o nível d\'água pode estar na superfície, sobre, ou bem próximo a ela. Como exemplo destas áreas pode-se citar os pântanos, brejos e manguezais, mas há também os criados artificialmente, geralmente com fins ambientais. Através de modelagem matemática foram criados possíveis cenários da aplicação de wetlands artificiais para a atenuação de plumas contaminantes em aqüíferos rasos. A remediação dos aqüíferos apresenta, por meios desses processos estudados, baixo custo operacional. Os resultados obtidos indicam a necessidade de uma área superior 2.000 m² para a implantação de um sistema capaz de tratar 10 m³ de água por dia, considerando um tempo de residência de 10 a 15 dias. Este volume corresponde ao efluente produzido por 70 pessoas (150 L/hab/dia). O volume drenado e o tempo de permanência da água dentro do canal são inversamente proporcionais e fortemente controlados pela condutividade hidráulica do terreno, que é um fator limitante para a construção de uma wetland para tratar água subterrânea. O tempo de trânsito sofre, ainda, forte influência de recarga. Em simulações com recarga de 250 mm/ano os tempos foram menores que os obtidos nas simulações sem recarga. As dimensões da pluma a ser capturada podem ser controlada com a construção de barreiras impermeáveis, tanto horizontais quanto verticais, como por exemplo, um cone para aumentar a abertura permeável para a captura da água subterrânea e a inserção de barreiras verticais logo abaixo dessa abertura. Porém as barreiras verticais deverão ser bastante profundas, pois barreiras de até 4 m além do fundo do canal, aumentariam, no máximo, em até 1 m a profundidade de captura dos tubos de fluxo da água subterrânea. Além dos modelos matemáticos, foram estudados dois sistemas integrados de \'wetlands\' - de fluxo superficial com plantas flutuantes (aguapés) seguidos de solos filtrantes com arroz irrigado - construídos para o tratamento de água superficial. No primeiro sistema, localizados em São Paulo (PET-EG), a eficiência para demanda bioquímica e química de oxigênio (DBO e DQO) foi de 55% e 72%, respectivamente. Já os compostos nitrogenados, com exceção do nitrato, apresentaram valores erráticos, sem nenhum valor conclusivo de eficiência. O nitrato apresentou concentrações sempre inferiores ao limite de detecção. No segundo sistema, localizado na SABESP de Carapicuíba, a eficiência para DBO e DQO foi de 83% a 86%. Para os compostos nitrogenados a eficiência foi de 83 a 93,6% para N-total, 80 a 87% para amônio e amônia, e de até 89% para nitrato, para as concentrações de entrada comuns para o Rio Cotia, em torno de 5 m/L \'\'NO IND. 3\' POT. -\'. Um experimento de injeção de uma solução de nitrato a 20 mg/L \'\'NO IND. 3\' POT. -\' retornou valores de eficiência para este nutriente em torno de 77%. A eficiência desse sistema foi boa também para cor (83 a 94%), turbidez (80 a 95,6%), fósforo total (92 a 97%) e agentes tensoativos (83%). Os alcances sociais deste trabalho são diretos, principalmente no atendimento de áreas de alta densidade de ocupação, como favelas, onde é comum a geração de plumas contaminantes que deságuam em córregos e pequenas drenagens, contaminando-os; e como alternativa no tratamento prévio da água para pequenos municípios. / The main goal of this research was to study the remediation of unconfined and shallow aquifers through the wetland technique. The wetlands are defined as the habitats where the water level can be either above, beneath or at the surface ground. As example of these areas, one can mention swamp and marsh, which are natural. However there are also the manmade ones, which are generally constructed for environmental purposes. Possible scenarios of artificial wetland application for the attenuation of contaminant plumes in shallow aquifers were created by means of numerical modeling, using the code Visual Modflow. The results indicated the need of an area larger than 2000 m² for the implementation of a system capable of treating 10 m³/day of water, considering the residence time of 10 to 15 days. This volume corresponds to the effluent produced by 70 people/day. lt was also demonstrated that the drained volume is in the inverse ratio to the residence time of the water within the channel and both are strongly controlled by the hydraulic conductivity of the aquifer. This is a limiting factor for the construction of a wetland to groundwater treatment purposes. The transit time is also influenced by the recharge. ln simulations of 250 mm/y of recharge the times were smaller than that obtained in simulations with no recharge. The dimension of the captured plume can be enhanced by the construction of impermeable barriers, either horizontal or vertical, such as a funnel to increase the aperture for the capture of the groundwater plume and the insertion of vertical barriers immediately bellow the aperture. However the vertical barriers must be quite deep, since barriers of at least 4 m further from the channel bottom would increase the depth of the groundwater flux tube capture only up to 1 m. Besides the mathematical modeling, two integrated systems of wetlands were studied. These facilities consist of superficial flux with floating plants (Eichhornia crassipes) channel followed by filtering soils with irrigated rice units, which were constructed for surface water treatment. ln the first system, located in São Paulo (Parque Ecológico do Tietê), the efficiency for the oxygen biochemical and chemical demands was of 55% and 72%, respectively. The nitrogen compounds, in turn, except for the nitrate, presented random values and non-conclusive efficiency results. The nitrate always presented concentrations smaller than the equipment detection limit. ln the second system, located at SABESP in Carapicuiba, the efficiency for oxygen biochemical and chemical demands was 83% and 86%. For the nitrogen compounds the efficiency was of 83% and 94% for total-N, 80% and 87% for ammonium and ammonia, and up to 89% for nitrate; for the common input concentrations of Cotia river, around 5 m/L \'\'NO IND. 3\' POT.-\'. An experiment of nitrate solution injection at 20 mg/L \'\'NO IND.3\' POT. - \' produced efficiency values around 77% for this nutrient. The efficiency for this system was also satisfactory for color (83 to 94%), turbidity (80 to 96%), total phosphorous (92 to 97%) and tensoactive agents (83%). The social outcomes of this research are direct, mainly for: (1) the assistance of densely occupied areas, such as slams, where the generation of contaminant plumes, which are drained to small drainages, is common; and (2) as an alternative for the water treatment for small communities.

O lodo gerado como resíduo do tratamento de esgoto constitui uma fonte potencial de poluição, devido às altas concentrações de elemento nocivos à saúde. O presente estudo se desenvolveu nas dependências da Estação de Tratamento de Esgoto de Barueri, São Paulo, no terreno onde corpos de lodo permanecem depositados em contato direto com o solo. A disposição do lodo ao ar livre favorece a lixiviação e potencializa a contaminação das águas subterrâneas, objeto desta pesquisa. A avaliação da qualidade e das características da água subterrânea no local afetado foi realizada através da caracterização hidrogeológica local, do monitoramento mensal de parâmetros físico-químicos (Eh, pH, condutividade elétrica, temperatura), análise química de amostras coletadas incluindo os íons metálicos \'Cu POT. 2+\', \'Pb POT. 2+\', \'Zn POT. 2+\', \'Fe POT. total\', \'Cr POT. total\', \'Mn POT. 2+\', \'Ni POT. 2+\', \'Ba POT. 2+\', \'Al POT. 3+\', \'Sr POT. 2+\', \'Ag POT. +\', \'Cd POT. 2+\' e do monitoramento do nível d\'água. A velocidade de fluxo da água subterrânea varia entre os valores de 0,4 e 6,3 m/ano. Na maioria dos resultados, as análises químicas apresentaram teores para os metais estudados abaixo dos limites de potabilidade implicando na ausência de contaminação. Concentrações mais elevadas são encontradas somente para os metais Fe, Mn e Al. No entanto, tratando-se de elementos formadores de rochas, sua origem provavelmente não está relacionada à presença do lodo. Assunção (1996) mostrou que os metais são removidos do corpo do lodo por lixiviação através do aumento de sua concentração na porção inferior dos depósitos. Os baixos teores destes metais presentes nas águas subterrâneas são conseqüência da sua retenção no solo. Além disso, na zona saturada, as condições de Eh e pH mostram-se favoráveis à imobilização dos elementos Ag, Cr, Cu, Pb, Zn (parcialmente), Al, Ba e Sr. Dados disponíveis na literatura sobre a zona não saturada também mostram-se ) compatíveis com esta proposição. / Uncontrolled disposal of sludge from wastewater treatment plants might be an important source of contamination to soil and groundwater due to its high concentrations of contaminants of environmental concern. The aim of the present study is to determine potential impacts to a shallow water table caused by sludge disposal at the Wastewater Treatment Plant of Barueri (ETE - Barueri), in São Paulo State, Brazil. ln a previous study on this site, Assunção (1996) showed that heavy metals leach from the sludge and concentrate on lower portions of the deposits. The hydrogeology and hydrogeochemistry of the aquifer was studied through nine monitoring wells. These wells were used to determine hydrogeologic parameters and to collect groundwater samples monthly during a 10 month period. The hydrogeochemical parameters analyzed were Eh, pH, condutivity, temperature and the metals \'Cu POT. 2+\', \'Pb POT. 2+\', \'Zn POT. 2+\', \'Fe POT. total\', \'Cr POT. total\', \'Mn POT. 2+\', \'Ni POT. 2+\', \'Ba POT. 2+\', \'Al POT. 3+\', \'Sr POT. 2+\', \'Ag POT. +\', \'Cd POT. 2+\'. The ETE - Barueri is a recharge area where groundwater flows radially from the area towards Rio Tietê to the North, Rio to the West and small drainages to the East and South. The average linear velocity of groundwater varies from 0,4 to 6,3 m/year. Groundwater samples indicated concentrations below drinking standards (Portaria 36, Ministério da Saúde) for most analyzed metals, except Fe, Mn e Al. These three metals are typical rock forming elements and are not related to the sludge. Eh and pH conditions in the saturated zone favor immobilization of the metals Ag, Cr, Cu, Pb, Zn (partially) Al, Ba and Sr. Literature information about saturated zone supports these findings. Although the heavy metal contents high within the sludge, concentration in groundwater did not characterize groundwater contamination.

Orientadores: José Gilberto Dalfré Filho, Ana Inés Borri Genovez / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-25T02:40:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Assis_MaiaraPereira_M.pdf: 4163936 bytes, checksum: 61db4f21a77d3fbfc1e65f7eb123dbfe (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: As discussões acerca da escassez de água e da sua qualidade para consumo humano são primordiais no contexto da gestão dos recursos hídricos. A água lançada na forma de esgoto doméstico e industrial nos corpos hídricos representa uma ameaça à saúde pública. Contudo, a qualidade da água pode ser melhorada controlando-se a poluição e aprimorando-se as técnicas de inativação de microrganismos e de degradação de compostos, que consistem na destruição de microrganismos e de compostos químicos excedentes. Uma das técnicas alternativas de inativação e degradação é empregar o fenômeno da cavitação. A cavitação desenvolve altas tensões de cisalhamento no interior do fluido e, além do mais, pode envolver a liberação de radical hidroxila, que auxiliam na oxidação de compostos presentes na água. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um equipamento tipo jato cavitante para a inativação de Escherichia coli, empregando uma nova configuração com múltiplos jatos. A nova configuração do equipamento foi testada e comparada com a configuração existente no Laboratório de Hidráulica e Mecânica dos Fluidos, na busca de uma eficiência ótima. Os resultados indicam uma dependência da inativação com a pressão do equipamento e a configuração de bocais. Um bocal com orifício único e pressões menores (até 15,00 MPa) ou um sistema de bocais tridimensional e pressões maiores (em torno de 30,00 MPa) obtiveram as melhores taxas de inativação. As eficiências energéticas do equipamento tipo jato cavitante para cada taxa de inativação foram verificadas. Neste caso, as melhores alternativas dependem do tempo de inativação requerido. O equipamento tipo jato cavitante mostrou-se como uma alternativa viável para a inativação de Escherichia coli e que pode ser empregado com outras técnicas de inativação / Abstract: Discussions on the scarcity of water and its quality for human consumption are keys for the water resources management. The water released as domestic and industrial sewage in water bodies poses a threat to public health. However, the water quality can be improved by controlling pollution and by improving the techniques of inactivation of microorganisms and degradation of compounds, which consists of destruction of microorganisms and degradation of chemicals. One of the alternative techniques for inactivation and degradation is to employ the phenomenon of cavitation. Cavitation develops shear stress within the fluid and, besides, may involve the release of hydroxyl radicals, which assist the oxidation of the compounds present in the water. The objective of this study was to develop a cavitating jet apparatus to inactivate Escherichia coli, using a new configuration with multiple jets. The new configuration of the equipment was tested and compared with the existing configuration at the Laboratory of Hydraulics and Fluid Mechanics in the search for the optimal efficiency. The results indicated a dependence of inactivation with the pressure of the equipment and the configuration of nozzles. A single orifice nozzle and lower pressures (up to 15.00 MPa) or a system of three-dimensional nozzles and higher pressures (around 30.00 MPa) obtained the best inactivation rates. The energy efficiency of the cavitating jet apparatus in the rate of inactivation was verified. In this case, the best alternatives depend on the time required for inactivation. The cavitating jet apparatus proved to be a viable alternative to the inactivation of Escherichia coli and can be used along with other inactivation techniques / Mestrado / Recursos Hidricos, Energeticos e Ambientais / Mestra em Engenharia Civil

Orientador: Ricardo de Lima Isaac / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-26T15:48:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Reis_Gabrielados_M.pdf: 4501335 bytes, checksum: f41add1d19b9cc7987740fb6604a17ed (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Dentre as etapas do tratamento de água para abastecimento público a filtração é essencial para remoção de partículas e microorganismos nocivos à saúde humana. Devido ao reduzido tamanho e resistência à cloração, os oocistos de Cryptosporidium tornam-se um problema nas estações de tratamento de água. Neste estudo foi investigada a eficiência da filtração em meio granular constituído de areia recoberta com nanopartículas de prata na remoção de microesferas de poliestireno, que simulam oocistos de Cryptosporidium spp.. A presença das nanopartículas de prata pode ser uma barreira adicional no tratamento de água, proporcionando ao grão de areia uma camada positiva, auxiliando na remoção de oocistos. O sistema de filtração em escala de laboratório foi composto de microcolunas de vidro borossilicato (diâmetro interno 1 cm) preenchidas com areia previamente impregnadas por imersão em solução de nanopartículas de prata (concentração 0,1 g/L). Os filtros foram alimentados por uma suspensão de água deionizada contendo microesferas de poliestireno (diâmetro médio 2 ?m). A influência na qualidade da água na filtração foi avaliada quanto aos parâmetros: concentração de ácido húmico (2,5, 5,0 e 10,0 mg.L-1), pH (6, 7 e 8), força iônica (24, 48 e 105 mM) e concentração inicial de microesferas (1,3 x 105, 2,4 x 106 e 1,4 x 107 partículas/mL). O efeito do parâmetro taxa de filtração foi avaliado sob a condição operacional de 2,4, 4,8 e 48 m3/m2.dia. A remoção de partículas do filtro proposto foi da ordem de 99,0 % contra 92,0 % do filtro controle. Os filtros teste constituídos de camada de areia recoberta com prata tiveram desempenho superior, na remoção da turbidez, aos filtros controle, com eficiência de remoção da ordem de 81,1 %, ao se filtrar até 10 VP (volume de poros). Contudo, a turbidez não se mostrou um bom indicativo da remoção de microesferas. A impregnação por nanopartículas de prata tornou os filtros mais eficientes na remoção de microesferas de poliestireno que simulam oocistos de Cryptosporidium / Abstract: Among the steps in treating water for public supply filtration is essential for removal of particles and microorganisms harmful to human health. Due to the small size and resistance to chlorination, Cryptosporidium oocysts become a problem in water treatment stations. This study investigated the efficiency of the filtration medium consisting of granular sand coated with silver nanoparticles in the removal of polystyrene microspheres that simulate Cryptosporidium spp.. Presence of silver nanoparticles can be an additional barrier for water treatment, providing a positive layer, aiding in the removal of oocysts. The filtration laboratory scale system was composed of borosilicate glass micro columns (inner diameter 1 cm) filled with sand previously impregnated by immersion in a solution of silver nanoparticles (concentration 0.1 g/L). The filters were fed with a suspension of deionized water containing polystyrene microspheres (mean diameter 2 ?m). The influence on water quality in filtration was evaluated for the following parameters: concentration of humic acid (2.5, 5.0 and 10.0 mg.L-1), pH (6, 7 and 8), ionic strength (24, 48 and 105 mM) and initial concentration of microspheres 1.3 x 105, 2.4 x 106 and 1.4 x 107 particles/ml). The effect of the filtration rate parameter was evaluated under operating conditions of 2.4, 4.8 and 48 m3/m2.day. The removal of particles of test filter was approximately 99.0 % compared with 92.0 % of the control filter. The test filters consisting of silver coated sand layer exhibited superior performance in the removal of turbidity, the control filters, with removal efficiency of about 81.1 % when filtering up to 10 filter PV (pore volume). However, turbidity was not a good indicator of removal of microspheres. The impregnation with silver nanoparticles made filters more effective on the removal of polystyrene microspheres that simulate Cryptosporidium oocysts / Mestrado / Saneamento e Ambiente / Mestra em Engenharia Civil

Submitted by Andrea Pereira (andrea.pereira@unipampa.edu.br) on 2018-02-07T15:18:18Z No. of bitstreams: 1 Diss Silvana Zuge 2017.pdf: 3567637 bytes, checksum: 63ab9afd1ab232d086f423e176348cb4 (MD5) / Rejected by Vanessa Dias (vanessa.dias@unipampa.edu.br), reason: Andréa Devolvido conforme solicitado, atenta a política de metadados pois estão faltando campos obrigatórios como o dc type on 2018-02-08T13:13:05Z (GMT) / Submitted by Andrea Pereira (andrea.pereira@unipampa.edu.br) on 2018-02-09T11:24:34Z No. of bitstreams: 2 Diss Silvana Zuge 2017.pdf: 3567637 bytes, checksum: 63ab9afd1ab232d086f423e176348cb4 (MD5) Produção educacional_para_entraga_final.pdf: 1428201 bytes, checksum: f27e8c65a399b17798654d793a5bec48 (MD5) / Approved for entry into archive by Dayse Pestana (dayse.pestana@unipampa.edu.br) on 2018-02-15T12:22:24Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Diss Silvana Zuge 2017.pdf: 3567637 bytes, checksum: 63ab9afd1ab232d086f423e176348cb4 (MD5) Produção educacional_para_entraga_final.pdf: 1428201 bytes, checksum: f27e8c65a399b17798654d793a5bec48 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-15T12:22:24Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Diss Silvana Zuge 2017.pdf: 3567637 bytes, checksum: 63ab9afd1ab232d086f423e176348cb4 (MD5) Produção educacional_para_entraga_final.pdf: 1428201 bytes, checksum: f27e8c65a399b17798654d793a5bec48 (MD5) Previous issue date: 2017-07-14 / Este trabalho se insere no âmbito do ensino de química na educação básica, explorando espe-cificamente os conceitos de substâncias puras, misturas e métodos de separação por meio de atividades experimentais investigativas com o uso de um modelo em microescala de uma es-tação de tratamento de água. Os participantes da pesquisa foram alunos de 9º ano do Ensino Fundamental e a proposta educacional foi aplicada numa escola pública estadual da cidade de São Borja, Rio Grande do Sul no componente curricular de ciências. Foi utilizado como refe-rencial teórico a teoria da aprendizagem significativa de Ausubel em conjunto com o projeto de atividades que permitiram a participação ativa dos estudantes durante a construção do co-nhecimento. Neste trabalho são apresentadas três produções técnicas que foram desenvolvi-das, sendo elas: (i) um teste de conhecimentos contendo questões de múltipla escolha valida-das utilizando índices de dificuldade e de discriminação, (ii) um protótipo de uma estação de tratamento de água em pequena escala utilizando materiais de baixo custo e que procurou replicar alguns processos de separação de misturas utilizados em tratamento de água em larga escala e (iii) uma sequência didática com cinco atividades com o objetivo de contribuir para a aprendizagem dos conceitos de substâncias puras, misturas e processos de separação de mistu-ras com o foco no uso de atividades experimentais com o protótipo da estação de tratamento de água e uma visita técnica à estação de tratamento de água da cidade de São Borja. A meto-dologia da pesquisa incluiu métodos quantitativos e qualitativos para avaliação da eficácia da sequência didática quanto à compreensão e o desempenho dos alunos acerca dos temas pro-postos. Os instrumentos de coleta de dados foram guias de atividades práticas respondidos pelos participantes da pesquisa, um teste conhecimentos e um teste de motivação para apren-der, ambos aplicados antes e após a aplicação da sequência didática, um questionário de opi-nião dos participantes e as observações da professora pesquisadora. O teste de hipótese não paramétrico pareado e unilateral de Wilcoxon indicou uma melhoria estatisticamente signifi-cativa no desempenho dos participantes no teste de conhecimento após a aplicação da sequên-cia didática. O ganho de aprendizagem normalizado médio para o teste de conhecimentos foi de 61,8%, indicando que para a turma como um todo houve um ganho significativo de apren-dizagem após a aplicação da sequência didática proposta. Os resultados dos testes de motiva-ção para aprender indicaram que os alunos da turma apresentavam uma motivação para aprender próximo do centro da escala utilizada. As análises das respostas dos participantes aos guias de atividades e questionário de opinião indicaram que os alunos participaram efeti-vamente das atividades e exercitaram suas habilidades de observação. Nas respostas aos guias de atividades observou-se uma tendência dos alunos em limitarem suas concepções de subs-tância pura e mistura aos aspectos macroscópicos, sendo recomendado, portanto que o profes-sor intensifique suas discussões referentes aos conceitos de mistura e substância pura na esca-la de dimensões atômicas. Concluímos que ensino dos conceitos de substâncias puras, mistu-ras e métodos de separação com a utilização de um protótipo de estação de tratamento de água e atividades participativas tem potencial para contribuir para melhoria do aprendizado destes conceitos e promover a aproximação da realidade local e os conceitos químicos. / This study falls within the scope of basic education chemistry teaching, specifically exploring the concepts of pure substances, mixtures and separation methods through experimental in-vestigative activities using a microscale model of a water treatment plant. The research partic-ipants were 9th grade students of elementary school and the educational proposal was applied at a public state school in the city of São Borja, Rio Grande do Sul, in the curricular compo-nent of science. Ausubel's theory of meaningful learning was used as a theoretical reference in conjunction with the project of activities that allowed the active participation of students dur-ing the construction of knowledge. This work presents three technical productions that were developed: (i) a knowledge test containing multiple choice questions validated using difficul-ty and discrimination indexes, (ii) a small scale prototype of a water treatment plant using low cost materials and sought to replicate some processes of separation of mixtures used in water treatment in large scale and (iii) a didactic sequence with five activities with the objective of contributing to the learning of the concepts of pure substances, mixtures and mixture separa-tion processes with the focus on the use of experimental activities with the prototype of the water treatment plant and a technical visit to the water treatment plant of the city of São Bor-ja. The research methodology included quantitative and qualitative methods for evaluating the effectiveness of the didactic sequence regarding students' comprehension and performance on the proposed topics. The data collection instruments were guides of practical activities an-swered by the participants of the research, a test of knowledge and a test of motivation to learn, both applied before and after the application of the didactic sequence, a questionnaire of opinion of the participants and the observations of the researcher. Wilcoxon's unilateral non-parametric hypothesis test indicated a statistically significant improvement in the performance of participants in the knowledge test after the application of the didactic sequence. The aver-age standardized learning gain for the knowledge test was 61.8%, indicating that for the class as a whole there was a significant learning gain after the application of the proposed didactic sequence. The results of the motivation for learning tests indicated that the students in the class had a motivation to learn near the center of the scale used. The analyzes of the partici-pants' responses to the activity guides and opinion questionnaire indicated that the students participated effectively in the activities and exercised their observation skills. In the responses to the activity guides it was observed a tendency of the students to limit their conceptions of pure substance and mixture to the macroscopic aspects, being recommended, therefore, that the teacher intensifies his discussions regarding the concepts of mixture and pure substance in the atomic scale. We conclude that teaching of the concepts of pure substances, mixtures and separation methods with the use of a prototype of a water treatment plant and participatory activities has the potential to contribute to improve the learning of these concepts and promote the approximation of local reality and chemical concepts.