Submitted by Bruna Rodrigues (bruna92rodrigues@yahoo.com.br) on 2016-09-20T14:26:56Z No. of bitstreams: 1 TeseGFP.pdf: 28209907 bytes, checksum: 7d8fc6e1e14802370e02a0168bccaaab (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-21T13:02:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseGFP.pdf: 28209907 bytes, checksum: 7d8fc6e1e14802370e02a0168bccaaab (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-21T13:03:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseGFP.pdf: 28209907 bytes, checksum: 7d8fc6e1e14802370e02a0168bccaaab (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-21T13:03:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseGFP.pdf: 28209907 bytes, checksum: 7d8fc6e1e14802370e02a0168bccaaab (MD5) Previous issue date: 2015-10-23 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / The electrochemical degradation of the herbicides tebuthiuron (TBT) and picloram (PCL) was carried out in a filter-press reactor using boron-doped diamond (BDD) or lead dioxide as anode, investigating the effect of current density (j), pH, and the addition of Cl– ions to the solution. For both anodes, solution pH had no significant effect on the removal process of the tested molecules or the solution organic load (COD and TOC); however, the process was quite dependent on j, except for COD, when mass transport limitation was observed. In terms of current efficiency and energy consumption, the most favorable condition was the one for the lowest tested value of j (10 mA cm–2). On the other hand, the addition of Cl– ions to the solution had a positive effect only on the degradation of the PCL molecule, with a significant influence of pH; the best performance was attained at pH 6, at which HOCl is the predominant active chlorine species. Regarding mineralization, the presence of Cl– ions had little influence on the process. Once again increased j values led to higher rates of organic load removal, but simultaneously diminishing the process efficiency and increasing its energy consumption. LC-MS/MS studies of the intermediates from the degradation of the TBT molecule showed that the initial degradation steps consist in the introduction of OH groups, followed by subsequent oxidation processes up to the removal of carbon atoms. In the presence of Cl– ions, chlorinated intermediates were observed. Comparing the tested anodes, despite their similar results on the removal of the herbicides’ molecules, the DDB one yielded significantly superior results with respect to COD and TOC removal. / Realizou-se a degradação eletroquímica dos herbicidas tebutiuron (TBT) e picloram (PCL) em um reator filtro-prensa usando diamante dopado com boro (DDB) ou dióxido de chumbo como anodo, investigando-se o efeito da densidade de corrente (j), pH e adição de íons Cl– à solução. Para ambos os anodos, o pH da solução não apresentou efeito significativo no processo de remoção das moléculas testadas ou da carga orgânica da solução (DQO e COT); no entanto o processo mostrou-se bastante dependente de j, exceto para a remoção da DQO, que mostrou-se limitada por transporte de massa. Em termos de eficiência de corrente e consumo energético, a condição mais favorável foi a em que se utilizou o menor valor testado para j (10 mA cm–2). Por outro lado, a adição de íons Cl– à solução teve efeito positivo somente na degradação da molécula de PCL, com forte influência do pH, sendo que se obteve melhor desempenho em pH 6, no qual HOCl é a espécie predominante de cloro ativo na solução. Já em relação à mineralização, a presença de íons Cl– na solução pouco influenciou o processo. Novamente o aumento do valor de j levou a um aumento da velocidade de remoção da carga orgânica, mas, ao mesmo tempo, diminuiu a eficiência do processo, aumentando o seu consumo energético. Em estudos por LC-MS/MS dos intermediários da degradação do TBT, concluiu-se que os passos iniciais desta degradação consistem na introdução de grupos OH, seguida de processos de oxidação até a remoção de átomos de carbono. Na presença de íons Cl–, intermediários clorados foram observados. Comparando-se os anodos testados, apesar deles apresentaram resultados semelhantes para a remoção das moléculas dos herbicidas, o de DDB apresentou resultados significativamente superiores em relação à remoção de DQO e COT.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DoutLAMR.pdf: 2011802 bytes, checksum: 179f0770626d588719c04d13d932cff4 (MD5) Previous issue date: 2003-06-16 / Universidade Federal de Minas Gerais / In this work we studied a three-dimensional electrode (reticulated vitreous carbon, CVR), modified with conducting polymer films, for the electrochemical reduction of Cr(VI). First of all, the conducting polymers polyaniline (PANI) and polypyrrole (PPY) were tested under open circuit conditions. Both polymers showed to be unstable under this condition. Polypyrrole was partially degraded while polyaniline was totally degraded, suggesting that the process under open circuit condition is not possible . We tested a new methodology called cathodic protection of the film, which had very good results for polyaniline, increasing the reaction rate and preserving the stability of the polymer film. Nevertheless, the reaction of Cr(VI) reduction using polypyrrole under cathodic protection condition was not successful because of the degradation of the polymer. Before these results we decided to use only polyaniline in further studies. The process was evaluated in terms of its current efficiency, space-time yield and energy consumption as a function of flow velocity, electric current (or current density), Cr(VI) concentration and thickness and porosity of the CVR electrode. In order to know the electrochemical activity inside the porous electrode, overpotential profiles were also measured. The results showed that thin thickness CVR/PANI electrodes optimize the electrochemical cell. An increase in flow velocity increases the mass transfer coefficient and the reaction rate up to a point after which an increase in flow velocity become insignificant because of hydrodynamic limitations. Increasing the electric current there is an increase in the space-time yield too, but after a value of current, its increase is not advantageous because the reaction of hydrogen takes place and consequently, the current efficiency of the process decreases. The effect of the Cr(VI) depletion was evalueted in curves of normalized concentration of Cr(VI) versus time, where is possible to see three different regions controling the process. From the initial concentration up to the so called transition concentration, C*, the process is controlled by activation and in this region the reaction rate is constant and the best current efficiencies, space-time yields and energy consumptions are found. At the end of the process, when the concentration is very low, the process is mass transfer controlled. In the intermediary region, just after C*, there is a region under mixed control. Based on the values of C* as a function of the current and flow velocity, we proposed a process optimization. Controlling the applied current as a function of Cr(VI) in the electrolyte we got high values of current efficiency and spacetime yeilds and low values of energy consumption. We finish applying the optimized electrochemical process to treat an effluent containing Cr(VI) from a valve factory. The analysis of the process was done as a function of the number of electrodes employed and the operational time used to treat the waste. From the cost analysis we conclude that a reactor with few electrodes and an operational time of twenty hours is quite convenient in order to decrease the investment cost and reduce the investment return time. / Neste trabalho estudou-se a utilização de eletrodos tridimensionais, no caso o carbono vítreo reticulado (CVR), modificado com filmes de polímero condutor para a eletroredução de Cr(VI) presente em soluções aquosas diluídas. Numa primeira etapa foram testados os polímeros condutores polianilina (PANI) e polipirrol (PPY) sob condições de circuito aberto. Verificou-se que o polímero é instável nestas condições, sendo que se observou uma degradação parcial do filme de polipirrol e total para a polianilina. Diante do insucesso do processo de redução do Cr(VI) sob a condição de circuito aberto, foi proposta então uma nova metodologia denominada de proteção catódica do filme que obteve um enorme êxito com a polianilina, proporcionando altas taxas de reação e mantendo-se a estabilidade do filme polimérico. Porém, para o polipirrol o processo de proteção catódica se mostrou inadequado, visto que houve uma degradação bastante pronunciada do polímero. Diante do que foi colocado, optouse então pelo uso da polianilina como material eletroativo a ser estudado. O comportamento do processo foi avaliado em termos de sua eficiência de corrente, rendimento espaço-tempo e consumo energético em função da velocidade de escoamento, da corrente (ou densidade de corrente) elétrica aplicada, concentração de Cr(VI) na solução e espessura e porosidade do eletrodo de CVR. Também com a finalidade de se conhecer a atividade eletroquímica no interior do eletrodo poroso também foram medidos perfis de sobrepotencial na direção do campo elétrico. Os resultados mostraram que eletrodos de pequena espessura otimizam a célula eletroquímica e que um aumento na velocidade de escoamento, e consequentemente no coeficiente de transporte de massa, proporciona um aumento da taxa de reação até determinado ponto em que o efeito de seu aumento torna-se praticamente irrelevante. O aumento da corrente elétrica aplicada proporciona um aumento do rendimento espaço-tempo até determinado ponto em que reações paralelas começam a surgir fazendo com que a eficiência de corrente diminua. Quanto ao efeito da concentração de Cr(VI), verificou-se nas curvas de queda de concentração normalizada em função do tempo a existência de três regiões de controle distintas. Da concentração inicial até a concentração denominada de transição, C*, o processo é controlado por ativação. É nessa região que se encontram as melhores eficiências de corrente, rendimento espaçotempo e consumo energético. No final do processo o controle se dá pelo transporte de massa e na região intermediária, logo após C*, há a região de controle misto. Baseado nos valores de C* em função da corrente elétrica e da velocidade de escoamento, foi proposta uma otimização do processo através do controle da corrente elétrica aplicada em função da concentração de Cr(VI) de maneira a manter-se sempre a eficiência de corrente em valores altos, minimizando assim o consumo energético. Finalmente aplicou-se o processo eletroquímico otimizado empregando o eletrodo de CVR modificado com polianilina em um estudo de caso. A análise do processo foi feita em função do número de eletrodos empregado e do tempo operacional necessário para tratar o efluente. Da análise de custos concluiu-se que um reator com um pequeno número de eletrodos é conveniente e suficiente para tratar o resíduo diário da fábrica em vinte horas, proporcionando uma diminuição do custo de investimento e a conseqüente diminuição do tempo de retorno do investimento.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4312.pdf: 2038006 bytes, checksum: 1e8916f69643928eba9d0184a5c25b1c (MD5) Previous issue date: 2012-03-22 / Financiadora de Estudos e Projetos / The presence of organic compounds in industrial effluents is a serious environmental issue as well as for the human health, since most of those compounds are extremely toxic. The treatment of those effluents is done many times using biological processes; however some classes of compounds, among the phenolic ones, are resistant to this kind of treatment and require the use of technologies known as Advanced Oxidation Processes, that are based on the chemical or photochemical generation of oxidant radicals. The electrochemical technology emerged as an environmentally compatible alternative with advantages such as the elimination of transport and storage of dangerous chemical products, decrease of workforce and easiness to control the process. On this dissertation were systematically studied the variables of process and project of an electrochemical system using a boron-doped diamond anode for the oxidation of phenolic compounds aiming at current efficiency increase and, therefore, the decrease of energy consumption in the process. In a first phase it was studied the oxidation of the phenol using a reactor either with and without membrane, on the presence or absence of chloride. After that it was studied the influence of the kind of supporting electrolyte and its concentration on the process of oxidation of phenol, the interaction of the process and project variables analyzed, the effect of the flow rate, current density and concentration of chloride on the degradation of phenol and finally, the electrochemical degradation of a real effluent coming from a petroleum refinery. The results show that the use of a membrane had no significant influence on the kinetics of oxidation when compared with the reactor without membrane, mainly when the chloride ions were present on the solution, and that with the use of the membrane the highest cell potentials were achieved. In face of this, it was opted by the utilization of a reactor with one compartment. Overall, it was observed that the utilization of different supporting electrolytes did not interfere on a significant way on the process; however when supporting electrolytes of sulfuric acid, sodium sulfate or calcium carbonate were used there was an improvement of the process in terms of current efficiency and energy consumption. Still, generally, the presence of chloride ions leads to an increase on the kinetics of removal of chemical oxygen demand (COD) e total phenolic compounds (TPC). With respect to the interaction of process and project variables, it was verified that for both currents used, in most cases, the kinetics of degradation is weakly influenced by the distance between the electrodes. The increase on the current density leads to a faster speed on the degradation process, however there is a potential cell increase. The increase on flow rate provides, besides a faster kinetics, an improvement on current efficiency, due to enhancement of mass transport. As for the degradation of the real effluent, it was found that the use of lower current densities is essential to accomplish lower cell potentials to enable the utilization of the electrooxidation process in terms of global energetic consumption. / A presença de compostos orgânicos em efluentes industriais se constitui em um sério problema ambiental e de saúde humana, uma vez que estes compostos em sua maioria são extremamente tóxicos. O tratamento destes efluentes é feito muitas vezes utilizando processos biológicos; entretanto, algumas classes de compostos, entre eles os fenólicos, são bastante refratárias a este tipo de tratamento e requerem a utilização de tecnologias conhecidas como Processos Oxidativos Avançados, que se baseiam na geração química ou fotoquímica de radicais oxidantes. A tecnologia eletroquímica surgiu como uma alternativa ambientalmente compatível e com vantagens tais como eliminação de transporte e estocagem de produtos químicos perigosos, diminuição da mão de obra e facilidade de controle do processo. Nesta dissertação estudou-se sistematicamente as variáveis de processo e de projeto de um sistema eletroquímico empregando um anodo de diamante dopado com boro para oxidação de compostos fenólicos visando o aumento da eficiência de corrente e, consequentemente, a diminuição do consumo energético do processo. Numa primeira etapa estudou-se a oxidação do fenol utilizando reator com e sem membrana, na presença e ausência de cloreto. Em seguida foi estudada a influência do tipo e da concentração do eletrólito suporte sobre o processo de oxidação do fenol, analisou-se a interação de variáveis de processo e de projeto, o efeito da velocidade de escoamento, densidade de corrente e concentração de cloreto sobre a degradação de fenol e por fim a degradação eletroquímica de um efluente real proveniente de uma refinaria de petróleo. Os resultados mostraram que o uso de membrana não teve influência significativa na cinética de oxidação em comparação com o reator sem membrana, principalmente quando íons cloreto estavam presentes na solução, e que com o uso de membrana obteve-se os maiores potencias de célula. Diante do que foi colocado, optou-se pela utilização de reator de um compartimento. De maneira geral, observou-se que a utilização de diferentes eletrólitos suporte não interferiu de forma significativa no processo; no entanto, quando se utiliza eletrólitos suporte de ácido sulfúrico, sulfato de sódio ou carbonato de cálcio ocorre uma melhoria do processo em termos de eficiência de corrente e consumo energético. Por outro lado, de maneira geral, a presença de íons cloreto leva a uma melhoria na cinética de remoção de demanda química de oxigênio (DQO) e compostos fenólicos totais (CFT). Com relação à interação de variáveis de processo e de projeto, verificou-se que para ambas as correntes utilizadas, na maioria dos casos, a cinética de degradação é pouco influenciada pela distância entre os eletrodos. O aumento da densidade de corrente leva a uma maior rapidez no processo de degradação, no entanto há o aumento do potencial de célula. O aumento da velocidade de 5 escoamento proporciona, além de uma cinética mais rápida, uma melhoria da eficiência de corrente, devido à melhoria do transporte de massa. Quanto à degradação do efluente real, verificou-se que a utilização de densidades de corrente menores é fundamental para se obter menores potenciais de célula que poderiam viabilizar a utilização do processo de eletroxidação em termos de consumo energético global.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:01:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AquilesFN_DISSERT.pdf: 1366110 bytes, checksum: fd8cbc3ddd324f0af2893522b5c9997e (MD5) Previous issue date: 2012-08-28 / Environmental Laws and Regulations to dump wastewater are increasingly relevant and, together with pressure from environmentalists, provide awareness of academics in search of solutions. In Brazil, federal law, through Resolution No. 357 of 17/03/05 of the National Environmental Council - CONAMA, in Article 24 deals with the disposal of these effluents. Water pollution with heavy metals is concern because of the difficulty of the treatment and removal from the environment. Copper, for example, is a metallic element and in the form of salt is very soluble in water which dificults its removal. In this context, this study aims to evaluate the extraction of copper with acrylamide polymers through the process of assisted flocculation followed by filtration. Therefore, we used acrylamide polymers, produced by SNF Floerger, with varying degrees of ionicity which is the parameter examined on the extraction of copper. We used the FA polymers FA 920 SH, AH 912 SH, AN 905 SH, AN 910 SH, AN 923 SH, AN 945 SH, AN 956 SH and AN 977 SH, which have anionicities different from each other and growing in that order. The parameters temperature, pH, concentration of the copper solution and stirring speed are fixed. The polymer solution was added to a solution of 200 ppm copper, varying the concentration of polymer. After stirring, an assisted flocculation occurred followed by filtration of the effluent. The filtrate was analyzed by atomic absorption spectrophotometer and the percentage removal of copper ranged from 63 % to 97 %, noting that polymers with higher ionic charge were responsible for the highest percentage of copper extraction. The results of this study showed that these polymers can be applied in the treatment of wastewaters containing metals such as copper / As Leis e Normas ambientais de despejo de efluentes est?o cada vez mais aplic?veis e, juntamente com a press?o dos ambientalistas, proporcionam a consci?ncia de acad?micos em busca de solu??es. No Brasil, a legisla??o federal, atrav?s da Resolu??o n? 357, de 17/03/05 do Conselho Nacional do Meio Ambiente CONAMA, no Artigo 24, trata do descarte destes efluentes. A contamina??o da ?gua com metais pesados ? uma preocupa??o em virtude da dificuldade de tratamento e remo??o do ambiente. O cobre, por exemplo, ? um elemento met?lico e sob a forma de sal ? bastante sol?vel em ?gua o que termina por dificultar sua remo??o. Nesse contexto, o presente trabalho tem como objetivo avaliar a extra??o do cobre com pol?meros a base de acrilamida atrav?s do processo de flocula??o seguido de filtra??o. Para tanto foram utilizados pol?meros a base de acrilamida, fornecidos pela SNF Floerger, com v?rios graus de ionicidade, que ? o par?metro analisado sobre a extra??o do cobre. Foram utilizados os pol?meros FA 920 SH, AH 912 SH, AN 905 SH, AN 910 SH, AN 923 SH, AN 945 SH, AN 956 SH e AN 977 SH, que apresentam anionicidades diferentes entre si e crescente nessa ordem. Os par?metros temperatura, pH, concentra??o da solu??o de cobre e velocidade de agita??o foram fixados. A solu??o do pol?mero foi adicionada ? solu??o do cobre a 200 ppm, variando a concentra??o de pol?mero. Ap?s a agita??o, ocorreu uma flocula??o assistida e em seguida filtra??o do efluente. O filtrado foi analisado no espectrofot?metro de absor??o at?mica e o percentual de remo??o de cobre variou entre 63% a 97%, observando-se que os pol?meros com maior carga i?nica foram os respons?veis pelo maior percentual de extra??o de cobre. Os resultados obtidos neste trabalho mostraram que ? poss?vel aplicar esses pol?meros no tratamento de efluentes contendo metais como o cobre ou similares

O presente trabalho tem como objetivo caracterizar e otimizar o processo de flotação por ar dissolvido (FAD) e o processo de sedimentação apl i cados na remoção das proteínas de soja suspensas no efluente da fábrica de proteínas isoladas da SAMRIG. Foram realizados estudos de caracterização do efluente, desestabilização das proteínas do efluente, FAD e sedimentação em laboratório, FAD e sedimentação em planta industrial e balanços de massa de circuitos alternativos. As proteínas de soja presentes como uma suspensão coloidal no efluente i ndustri al apresentam-se dispersas pela ação mecanismo eletrostático e do mecanismo de estabilização estérica. A desestabilização das proteínas presentes no efluente e a agregação em flocos de alta qualidade pode ser r ealizada eficientemente através da adição de 200 a 300 mg/1 de FeC1 3 , ajuste do pH para 4,5 (ponto isoelétrico) e adição de 2 a 3 mg/1 de polímero (poliacrilamida aniõnica de alto peso molecu l ar). Estudos de laboratório mostram que, nestas condições, os processos FAD e sedimentação são efetivos na separação sólido-líquido das proteínas. Em planta industrial, o processo de sedimentação apresenta melhores resultados de eficiência que a FAD. Este fato é decorrente da maior sensibilidade do processo FAD às condições físico-químicas do sistema. A eficiência do processo FAD está vinculada à resistência mecânica e hidrofobicidade superficial dos flocos de proteínas. Os resultados obtidos são discutidos em te rmos interfaciais, cinéticos e parâmetros operacionais envolvidos. / The aim of this work is to characterize and improve the dissolved air flotation (DAF) and settling processes applied to the removal the effluent SAMRIG. This of the proteins present as a suspension in from isolate soybean proteins factory of work invo1ved studies of effluent characterization, proteins desestabilization, dissolved air flotation and settling at lab scale, disso1ved air flotation and settling at industrial plant and mass balances of alternatives circuits. Soybean proteins present as a coloidal suspension in the effluent are dipersed by the electrostatic and steric stabilization mechanisms. The desestabilization and aggregation of the proteins on flocs of high quality can be promoted by 200 to 300 mg/l of FeCl3, adjust the pH to 4,5 (isoelectric point) and addition of 2 or 3 mg/1 of polymer (anionic polyacrylamide of high molecular weight). Studies at lab scale show that solidliquid separation in this condition is possib1e by DAF and settling. At industrial plant, the sett 1 i ng process shows better efficiency than DAF. This happen because DAF process is more sensib1e to physical - chemical properties of the system. Hydrophobicity and mechanical resistence of the flocs are the key properties for the DAF process. The results are discussed in terms of interfacial, kinetic and operational parameters involved.

O vermelho reativo 120 é um corante sintético muito usado na indústria têxtil. Os efluentes industriais contendo este tipo de composto, podem causar importantes problemas ambientais e de saúde. O presente trabalho objetiva estudar a remoção do vermelho reativo 120 em soluções via adsorção usando três tipos de sólidos: hidrotalcita de magensio-alumunio (HDL-MgAl), magensio-ferro (HDL-MgFe) e hidroxicarbonato de magnésio (HC-Mg). Para tal, foi avaliada a influência dos parâmetros concentração de sólido sorvente (0,05-0,35 g em 100 mL) e tempo de residência (5-120 min). Foram realizados experimentos de adsorção em batelada a fim de determinar as condições operacionais mais adequadas para a remoção do corante vermelho reativo 120 nos três sólidos. Os materiais foram caracterizados por Difração de raios-X e BET. Ainda, isotermas de adsorção foram construídas. Os resultados mostram uma boa cristalização e uma estrutura entre camadas caraterísticas da estrutura das hidrotalcitas As áreas superficiais BET dos três sólidos avaliados foram de 74,8, 118,9 e 67,3 m2/g para HDL-MgAl, HDL-MgFe e HC-Mg respetivamente. A condição mais adequada para a remoção do vermelho reativo 120 foi determinada para 2,5 g.L-1 para HDL-MgAl e HC-Mg, e 2 g.L-1 para HDL-MgFe com porcentagem de remoção superiores ao 90%. Na determinação do tempo de adsorção os parâmetros usados foram concentração de 2,5 g.L-1 para HDL-MgAl e HC-Mg, e 2 g.L-1 para HDL-MgFe. Foi determinado que a condição mais adequada para a remoção do vermelho é dada em um tempo de 60 minutos para os três sólidos sorventes. As isotermas foram favoráveis para os três sólidos testados e os modelos que melhor descreveram os dados de equilíbrio do corante vermelho reativo 120 na remoção com os sólidos HDL-MgAl e HC-Mg foram Langmuir e Redlich-Peterson e para HDL-MgFe, o modelo mais adequado foi Redlich-Peterson. / Reactive Red 120 is a synthetic dye widely used in the textile industry. Industrial effluents containing this type of compound can cause major environmental and health problems in living organisms. In this context, the present work aims to study the removal of reactive red 120 for adsorption solutions using three types of solids: hydrotalcite of magesium-aluminium (HDL-MgAl), magesium-iron (HDL-MgFe) e hydroxicarbonate of magnesium (HC-Mg). The influence of the concentration of solid sorbent parameters (0,05 to 0,35 g in 100 mL) and residence time was evaluated (5-120 min). Adsorption experiments were conducted in batch mode in order to determine the most suitable operating conditions to remotion of reactive red dye 120 in the three solids. The materials were characterized by Diffraction X-ray and BET. Still, adsorption isotherms were built. The results for the tested solids show a good crystallization characteristics and structure between layers of the structure of hydrotalcites The BET surface areas of the three evaluated solids were 74,8, 118,9 and 67,3 m2/g for HDL-MgAl, HDL-MgFe and HC-Mg respectively. The most appropriate condition for the removal of reactive red 120 was determined to 2.5 g.L-1 for HDL-MgAl and HC-Mg, and 2 g.L-1 to HDL-MgFe with removal percentage higher than 90%. In determining the adsorption time parameters used were concentration of 2,5 g.L-1 for HDL-MgAl and HC-Mg, and 2 g.L-1 for HDL-MgFe. It was determined that the most suitable condition for the removal of red is given in a time of 60 minutes for the three solid sorbents. As regards the study of equilibrium, it was found that the favorable isotherms. The models that best described the data balance of the reactive red dye 120 in the removal with HDL-MgAl and HC-Mg solid were Langmuir and Redlich-Peterson. On removal of the dye with HDL-MgFe the most appropriate model was Redlich-Peterson.

Efluentes contaminados por lixiviados de resíduos sólidos urbanos (LRSU), proveniente de aterros sanitários, ou a drenagem ácida de minas (DAM), originados pela oxidação da pirita em rejeitos de carvão, são problemas atuais em termos de impacto ambiental, especialmente na região do Município de Butiá, no Estado do Rio Grande do Sul. O tratamento destes efluentes, via de regra, é bastante oneroso, mas necessário, uma vez que a liberação in natura destas fontes poluidoras pode ser responsável pela degradação severa do ambiente. Em geral, metodologias convencionais de tratamento (como a precipitação/sedimentação, no caso da DAM, e processos biológicos, no caso do LRSU) mostram-se economicamente custosas ou tecnicamente deficientes. Frente a este desafio, esta pesquisa baseou-se na avaliação do tratamento conjunto de DAM e LRSU, via homogeneização, a fim de diminuir custos tradicionais decorrentes. O processo consiste no aproveitamento da alcalinidade do LRSU para neutralizar a acidez da DAM. Ao mesmo tempo, o ferro e o alumínio presentes na DAM permitem a coagulação dos sólidos suspensos, removendo uma significativa carga de poluentes. Resultados obtidos em laboratório no tratamento inicial destes efluentes permitiram uma significativa redução de carga orgânica, nutrientes, metais pesados e bactérias do grupo coliforme. O efluente final apresentou redução na carga lançada de 100% para sólidos suspensos, 36% para DBO, 56% para DQO, 11% para N, 72% para Fe, 73% para Al e 9% para Mn, atenuando suas características iniciais em consonância a alguns padrões de emissão de efluentes líquidos estabelecidos para o Estado do Rio Grande do Sul (Resolução número 128/2006 do CONSEMA). / Municipal landfills wastewaters (MLW) and acid mine drainages (AMD) from coal mines are environmental issues faced, in special case at the city of Butia, in Rio Grande do Sul State. The treatment of such effluents is necessary to avoid undesirable environmental degradation. The conventional treatment techniques (e.g. chemical neutralization for DAM and biological processes for municipal landfills wastewaters) are costly and sometimes inefficient. This work considered a new alternative based in the combined treatment of MLW and AMD. The alkalinity of MLW can neutralize the acidity of the AMD while the iron and aluminum present in the AMD allow the coagulations of the suspended solids of the MLW, reducing considerably the amount of pollutants. The initial results obtained at laboratory scale allowed the reduction of organic load, nutrients, heavy metals and bacteria. The final effluent showed reduction at the charge reaching 100% to solids in suspension, 36% to BOD, 56% to COD, 11% to N, 72% to Fe, 73% to Al e 9% to Mn, without addiction of coagulations polymers, and improving its characteristics considering the emission standards established in the Rio Grande do Sul State, Brazil (Resolution number 128/2006 from CONSEMA).

A drenagem ácida de minas (DAM) é formada quando certos minerais sulfetados são expostos a condições de oxidação. A DAM é normalmente associada com a mineração de carvão, principalmente de depósitos de rejeitos de carvão, que possuem alta concentração de pirita (FeS2). A neutralização da DAM usando materiais alcalinos, como calcário e escórias de aciaria é uma das técnicas utilizadas para remediação deste problema. Assim, o objetivo deste trabalho foi estudar o desempenho da escória de aciaria elétrica do forno-panela na neutralização da DAM em leitos de percolação em comparação com calcário, material tradicionalmente empregado para tal fim. A metodologia de trabalho consistiu na construção de dois sistemas em escala de laboratório, um leito em canal aberto e um reator de leito empacotado. Estudos foram conduzidos para avaliar a capacidade de neutralização e a qualidade do efluente tratado, considerando os seguintes parâmetros: pH, Fe, Al, Cr, Mn, Zn, Ca, Mg, dureza, sulfatos, condutividade e efeitos toxicológicos para microcrustáceos e peixes. Adicionalmente, foram conduzidos estudos de caracterização da escória antes e após aplicação na neutralização da DAM, visando sua futura destinação. O uso de reator de leito empacotado para tratamento da DAM obteve melhores resultados do que o sistema de canal aberto. O reator evita a percolação do efluente por caminhos preferenciais, aumentando a relação volume tratado/volume de leito. Os ensaios realizados com a escória do forno-panela no reator de leito empacotado demonstraram que esse material apresenta uma alta basicidade, permitindo equalização do efluente de saída para que seja descartado na faixa neutra de pH com a remoção dos metais, enquanto com calcário a remoção dos metais foi parcial, ficando o Fe e Mn com valores acima do permitido pela legislação para o descartes de efluentes. Em ambos os casos, o efluente tratado não apresentou toxicidade. Um dos problemas identificados, para ambos os materiais, foi o recobrimento das partículas pelos hidróxidos metálicos na superfície dos materiais, que reduziu a vida útil dos sistemas e o volume de efluente tratado. O ensaio de expansibilidade demonstra que a escória do forno-panela, na sua forma original, apresenta característica expansiva. Após a neutralização do efluente, a escória apresentou expansão menor que o limite estabelecido na norma ASTM C1260, o que poderia viabilizar sua utilização como agregado na construção civil. Os estudos realizados neste trabalho permitiram concluir que o uso de escórias do forno-panela para neutralização de DAM é uma solução, no sentido de melhorar a qualidade da água em depósitos de rejeitos de carvão, possibilitando um destino para a escória de aciaria elétrica após o tratamento da DAM. / The acid mine drainage (AMD) is formed when certain sulfide minerals are exposed to oxidizing conditions. The AMD is commonly associated with coal mining, especially in coal waste deposits that contain high pyrite (FeS2) concentration. The neutralization of AMD using alkaline materials, like limestone and steel slag is one of the useful remediation techniques. The aim of this work was to study the performance of an electric steel slag of a ladle furnace in the neutralization of the AMD in a percolation bed in a comparative way with limestone, material normaly used for this purpose. The methodology of this work is based in the set up of two systems at labotatory scale, one with open channel bed and the other with bed packed reactor. The studies were directed in order to evaluate the neutralization capacity and the quality of the treated effluent, considering the following parameters: pH, Fe, Al, Cr, Mn, Zn, Ca, Mg, hardness, sulphate, conductivity, and toxicological efects to microcrustacean and fish. Addicionaly, some studies was carried out to caracterize the slag before and after application in the neutralization of the AMD, looking for a future destination. The use of the packed bed reactor for the AMD treatment showed better results than the open channels. The reactor avoids the percolation of the effluent to preferential ways, increasing the volume treated/volume of the bed ratio. The tests carried out with slag of the ladle furnace in the packed bed reactor proves that this material have great basicity allowing the equalization of the effluent output to be discharged in a neutral pH degree with metals removal, while with limestone the metals upstake is partial, remainig Fe and Mn with values above than the allowed by the legislation to effluent discharge. In both cases, the efluent didn’t show toxicity. One of the identified problems to both materials was the metalic hidroxid recovering in the surface, reducing the useful life of the system and the volume of treated effluent. The expansibility tests showed that the ladle furnace slag in the original form have expansive characterists. After the neutralization of the effluent, the slag expansion remains below of the standard border ASTM C1260, and could be possible the use as an aggregate in the civil construction. The results showed in this work allows the conclusion that the use of the ladle furnace slag for neutralization of the AMD is a possible solution to improve the water quality in coal waste deposits.

Esta tese tem como objetivo analisar a eficiência de um sistema de tratamento de efluentes gerados na lavagem de aeronaves agrícolas e pelo descarte dos agrotóxicos não utilizados na aplicação aérea. O sistema é composto por piso de lavagem impermeabilizado, tanque de decantação, sistema de oxidação por ozônio e leito de volatilização. Esta pesquisa foi dividida em duas fases. Na Fase 1, acompanhou-se as campanhas de aplicações aéreas, coletando-se dados como: quantidade de efluente gerado, de água consumida e os agrotóxicos utilizados a fim de gerar informações para o experimento proposto e conhecer o impacto ambiental da aplicação aérea de agrotóxicos. O consumo médio de água foi de 112,8L e a produção de efluente foi de 132,8L, por lavagem. Na Fase 2, realizaram-se análises físicas e químicas, da concentração e da carga dos princípios-ativos dos agrotóxicos do efluente, nas etapas do sistema de tratamento. O efluente foi submetido a duas taxas distintas de ozônio, 1,0 e 2,0 g de O3/hora, para avaliar o grau de degradação pela diferença de concentração.O sistema reduziu as concentrações de Piraclostrobina do efluente em 97%, Epoconazole 98,1%, Imazetapir 92,4%, Imazapic 91,8% e Flufenoxuron 82,8%, para taxa de 1,0 g de O3/hora; e para 2,0 g reduziu a concentração de Piraclostrobina em 85,1%, de Epoconazole 97,1%, Imazetapir 97,1%, Imazapic 94,7% e Flufenoxuron 86,0 %. Com a redução da carga a partir da Amostra 1 (sem o efeito do C.O.), constatou-se redução de Piraclostrobina em 90,8%, de Epoconazole 73,0%, Imazetapir 69,1%, Imazapic 71,5% e Flufenoxuron 44,8%, para taxa de 1,0 g de O3/hora ; e para 2,0 g houve redução de Piraclostrobina em 50,3%, de Epoconazole 59,3%, Imazetapir 80,7%, Imazapic 82,4% e Flufenoxuron 63,2. A Demanda Química de Oxigênio do efluente dos agrotóxicos após completar o tratamento apresentou valores acima do permitido para lançamento no meio ambiente, pela legislação ambiental, principalmente a Resolução CONSEMA 128/2006 que limita em 400 mg de O2/L para vazões inferiores a 20 m3/dia. O Cascade com DQO igual a 2.165,00 mg de O2/L, o Opera 4.191 mg de O2/L, e o Only com 668,50 mg de O2/L. O sistema de tratamento funcionou diminuindo a concentração e a carga dos agrotóxicos e reteve o produto final do tratamento, atendendo as legislações agrícolas e ambientais, e as características econômicas e técnicas das empresas de aviação agrícola. / This thesis aims to analyze the efficiency of a system for treating wastewater generated by the washing of agricultural aircraft and the disposal of unused pesticides in aerial application. The system consists of waterproof floor washing, settling pit tank, oxidation system using ozone and volatilization bed. This study was divided into two phases. In Phase 1, followed up campaigns of aerial applications, collecting data such as: amount of effluent generated, water consumed and the pesticides used to generate informations for the proposed study and know the environmental impact of aerial application of pesticides.The average water consumption was 112.8 L and the production of effluent was 132.8 L by washing.In Phase 2, were done physical and chemical analysis, concentration and charge of the active principles of pesticides in the effluent, in the steps of treatment system.The effluent was subjected to two distinct rates of ozone, 1.0 and 2.0 g O3/hour to assess the degree of degradation by the difference of concentration.The system reduced concentrations of Pyraclostrobin of the effluent in 97%, Epoconazole 98.1%, Imazethapyr 92.4%, Imazapic 91,8% and Flufenoxuron 82.8% for the rate of 1.0 g O3/hour, and to 2.0 g reduced Pyraclostrobin concentration in 85.1% , Epoconazole 97.1%, Imazethapyr 97.1%, Imazapic 94.7% and Flufenoxuron 86.0%.With the reduction of the load from the Sample 1 (without the effect of Sample C.O.), it was found that there was a reduction of Pyraclostrobin in 90.8%, Epoconazole 73.0%, Imazethapyr 69.1%, Imazapic 71,8% and Flufenoxuron 44.8% to rate O3/ hour 1.0 g, and for 2.0 g Pyraclostrobin decreased 50.3%, Epoconazole 59.3%, Imazethapyr 80.7%, Imazapic 82.4% and Flufenoxuron 63.2%. The Chemical Oxygen Demand of effluent pesticides after completing treatment showed values above allowed to release into the environment legislation, especially CONSEMA Resolution 128/2006 limiting at 400 mg O2/L for flows less than 20 m3/day. Cascade equals 2165.00 with COD mg O2/L, Opera 4191 mg O2/L, and Only with 668.50 mg O2/L. The treatment system worked decreasing the concentration and the load of pesticides and retained the final product of the treatment, given the agricultural and environmental legislation, and the economic and technical characteristics of agricultural aviation companies.

Os contaminantes emergentes são considerados compostos onipresentes em águas, portanto investigar a degradação e comportamento dessas substâncias torna-se necessária, pois é reportado que estes compostos causam efeitos adversos em seres vivos. O composto 2-(tiocianometiltio) benzotiazol (TCMTB), considerado um contaminante emergente, é amplamente empregado na indústria do couro como biocida com a finalidade de inibir o desenvolvimento de microrganismos na pele. Sendo assim, o objetivo do presente trabalho foi estudar a degradação do contaminante emergente TCMTB, por meio das técnicas de fotólise direta com radiação UV, radiação solar e oxidação com ozônio. Experimentos de fotólise direta do TCMTB, em soluções aquosas com diferentes concentrações, em efluente do processo de remolho e efluente simulado do remolho, foram conduzidos em reator com lâmpada de vapor de mercúrio (250 W). O teste de hidrólise foi realizado protegido da luz, a temperatura ambiente com diferentes concentrações do TCMTB para observar o comportamento do contaminante na ausência de luz. O maior coeficiente de absorção molar foi medido e identificado em 220 e 280 nm como 20489 e 11317 M-1 cm-1, respectivamente, para pH 5,0. Os resultados experimentais da fotodegradação mostraram que TCMTB foi rapidamente degradado por fotólise direta em soluções aquosas em 30 min de tratamento fotolítico. Os resultados do estudo do pH, demonstraram que pH interfere no processo fotoquímico, uma vez que em condições alcalinas o composto é mais estável e a taxa de fotodegradação diminui. Os ensaios com o efluente do processo de remolho mostraram que a degradação do TCMTB tem comportamento semelhante às soluções aquosas. O efluente simulado do remolho mostrou que uma alta concentração do contaminante leva a um maior tempo de irradiação de luz para a degradação. A aplicação de luz natural evidenciou degradação mais lenta, mas ainda assim, foi possível observar degradação de até 96% para a concentração de 6 mg L-1 em 420 min. A utilização do oxidante ozônio como tratamento, alcançou 40% de remoção do contaminante em 30 min, assinalando a alta estabilidade do composto. Portanto, este trabalho aponta o potencial do uso de fotólise direta (luz v artificial), ou radiação solar (luz natural) para a degradação de contaminantes emergentes como o 2 (tiocianometiltio) benzotiazol (TCMTB). / Emerging contaminants are considered omnipresent compounds in water, thus investigate the degradation and behavior of these substances becomes necessary as it is reported that these compounds cause adverse effects on living beings. The 2- (thiocyanomethylthio) benzothiazole compound (TCMTB), considered an emerging contaminant, is widely used in the leather industry as a microbicide for the purpose of inhibiting the development of microorganisms in the skin and leather. In this context, the purpose of the present work was to study the degradation of the emerging contaminant TCMTB by direct photolysis with UV radiation, solar radiation and ozone. Experiments of direct photolysis of the TCMTB in aqueous solutions with different concentrations, in the effluent from the soaking process were conducted in a reactor with mercury vapor lamp (250 W). The hydrolysis test was performed protected from light at room temperature with different concentrations of TCMTB to observe the behavior of the contaminant in the absence of light. The highest molar absorption coefficient was measured and identified at 220 and 280 nm as 20489 and 11317 M-1 cm -1, respectively, at pH 5.0. The experimental results of photodegradation showed that TCMTB was rapidly degraded by direct photolysis in aqueous solutions in 30 min of photolytic treatment. The results of the pH study showed that pH interfered in the photochemical process, since under alkaline conditions the compound is more stable and the photodegradation rate decreases. Assays of the direct photolysis in effluent from the soaking process have shown that TCMTB degradation behaves similarly to aqueous solutions. The direct photolysis of the the simulated effluent from the soaking showed that a high concentration of the contaminant leads to a longer time of light irradiation for degradation. The application of natural light evidenced slower degradation, however, it was possible to observe degradation of up to 96% for the 6 mg L-1 concentration with 420 min. The use of the ozone oxidant as a treatment, achieved 40% removal of the contaminant for 30 min of treatment, indicating the high stability of the compound. Therefore, this work highlights the potential of the use of direct photolysis (artificial light), or solar radiation (natural light) for the vii degradation of emerging contaminants such as 2 (thiocyanomethylthio) benzothiazole (TCMTB).