Com o crescente número de indústrias pertinentes à área química, atrelada a grande quantidade de novos produtos, grande variedade de resíduos tem sido gerado diariamente. A maior parte do descarte dessas indústrias constitui-se de cargas muito poluentes e de difícil degradação, sendo em muitos casos incinerada. Resíduos desta classe, devido ao poder tóxico, devem como primeira etapa passar por um tratamento químico, visto que o tratamento biológico utiliza bactérias decompositoras as quais não suportariam o meio agressivo. Os processos muito utilizados hoje como tratamento químico são os processos oxidativos avançados (POAs), os quais podem ser utilizados de várias formas diferentes, sendo como caracteristica final a formação de radicais hidroxila. Desta forma, os processos heterogêneos têm recebido muito destaque na descontaminação de águas, principalmente industriais. Desta maneira, o presente trabalho teve como delineamento a construção e aplicação de um reator Counpound Parabolic Concentrator (CPC), para posterior tratamento de água de reação da produção de resina fenólica. Como fonte de radiação utilizada pelo reator, foi utilizada a própria radiação solar com o prematuro intuito de redução de custo do processo. Como fonte de radicais hidroxila, optou-se pelo uso de peróxido de hidrogênio, utilizando como catalisador o dióxido de titânio P25 Degussa. O reator teve como tempo de operação uma hora para cada batelada de 20 litros, onde amostras foram coletadas a cada dez minutos. As condições a serem avaliadas neste projeto, foram definidas de acordo com trabalhos previamente consultados pela literatura. A árvore de dados obtida pós-tratamento foi analisada segundo método de Taguchi utilizando assim uma matriz ortogonal com 16 experimentos, todos eles realizados em duplicata. Como variável resposta do processo foram analisadas a redução de Demanda Química de Oxigênio bem como o Carbono Orgânico Total. Entretanto para as condições dos fatores utilizadas neste trabalho, foi observada uma não redução satisfatória dos paramentros analisados, o que pode ser atribuído ao tempo para cada batelada atrelado a elevada carga orgânica inicial. / With the growing number of industries relevant to the chemical area, linked to large amount of new products, great variety of waste has been generated daily. Most of the disposal of these industries is made up of loads very difficult to clean and degradation, and in many cases burned. Waste from this class, due to the toxic power, as a first step must go through a chemical treatment, since the biological treatment uses decomposing bacteria which can not handle the aggressive media. The processes commonly used today as chemical treatment are advanced oxidation processes (AOPs), which can be used in several different ways, as being characteristic final formation of hydroxyl radicals. Thus, the heterogeneous processes have received much emphasis on clean water, mainly industrial. Thus, this study was to design and implement the construction of a reactor Counpound Parabolic Concentrator (CPC) for further treatment of water from the reaction of phenolic resin production. As a source of radiation used by the reactor itself was used solar radiation with the early effort to reduce the cost of the process. As a source of hydroxyl radicals, we chose to use hydrogen peroxide, using as catalyst titanium dioxide Degussa P25. The reactor had the time of operation an hour for each batch of 20 liters, where samples were collected every ten minutes. The conditions to be evaluated in this project were defined in accordance with those previously found in the literature. The tree of data obtained after treatment was assessed by using Taguchi method as an orthogonal matrix with 16 experiments, all performed in duplicate. As response variable of the process were analyzed to reduce Chemical Oxygen Demand and Total Organic Carbon. However for the conditions of the factors used in this study, we observed no satisfactory reduction of paramentros analyzed, which can be attributed to the time for each batch tied to high organic load stage.

Zeólitas e carvão ativado são materiais eficazes para o tratamento de efluentes devido a sua grande área superficial e possibilidades de funcionalização, que permitem o desenvolvimento de novos materiais derivados visando a processos de concentração/remoção de contaminantes, por exemplo, em águas. A preparação de nanocompósitos magnéticos e sua aplicação na remoção seletiva de poluentes em meio aquoso tornou-se viável devido as interações distintas que ocorrem entre zeólita e carvão ativado com compostos orgânicos, íons metálicos e compostos nitrogenados. Assim, novos materiais voltados para sistemas de tratamento de águas residuais e monitoramento ambiental foram desenvolvidos com base em materiais bem estabelecidos. Os nanocompósitos foram caracterizados estrutural e morfologicamente por técnicas de microscopia eletrônica de varredura, termogravimetria, espectroscopia no infravermelho, espalhamento de luz, difração de raios x, bem como suas capacidades de adsorção. Foi avaliado também a viabilidade de aplicações em métodos analíticos, como pré-concentração por extração em fase sólida magnética (M-SPE), e, para tratamento de efluentes em amostras reais. Contaminação por cromo (VI), outras espécies potencialmente tóxicas e amônio foram removidos de águas residuais, gerando produtos tratados com níveis de contaminantes suficientemente baixos para atenderem as recomendações da EPA (Environmental Protection Agency) e CONAMA (Conselho Nacional do Meio Ambiente), permitindo seu descarte na natureza. Os materiais demonstraram ser adequados para pré-concentração rápida, eficiente, economicamente competitiva e ambientalmente amigável de amostras por M-SPE para quantificação analítica de espécies orgânicas ou inorgânicas, por técnicas analíticas convencionais. Assim, foi demonstrado a possibilidade de determinação simultânea de elementos potencialmente tóxicos e de outros cátions metálicos em concentrações traço (ppb), diretamente no material compósito magnético, por espectroscopia de fluorescência de raios X de energia dispersiva (EDX), além da quantificação de traços de compostos orgânicos semi-voláteis por cromatografia emfase gasosa com detector por espectrometria de massas, aumentando a sensibilidade para além do limite nominal de detecção por essas técnicas. / Zeolites and activated carbon are effective materials for the treatment of effluents due to their large surface area and functionalisation possibilities, which allow the development of new derived materials aiming at the concentration/removal of contaminants from water, for example. The preparation of magnetic nanocomposites and their application in the selective removal of pollutants in aqueous media has become feasible due to the distinct interactions that occur between zeolite and activated carbon with organic compounds, metal ions and nitrogen compounds. Thus, new materials for wastewater treatment and environmental monitoring systems were developed based on well-established materials. The nanocomposites were structural and morphologically characterized by scanning electron microscopy, thermogravimetry, infrared spectroscopy, light scattering, x-ray diffraction, as well as their adsorption capacities, viability of applications in analytical methods such as preconcentration by extraction in magnetic solid phase, M-SPE, were evaluated, and the composite materials Cmag and Zmag applied for treatment of real samples. Chromium (VI) contamination, heavy metal cations and ammonium were removed from wastewater, generating treated products with levels of contaminants low enough to meet the EPA and CONAMA recommendations, allowing their disposal in the wild. The materials have been shown to be suitable for rapid, efficient, economically competitive and environmentally friendly preconcentration of samples per M-SPE for analytical quantification of organic or inorganic species by conventional analytical techniques. Thus, it was demonstrated the possibility of simultaneous analysis of heavy metals and other metal cations in trace concentrations (ppb), directly in the magnetic composite material, by dispersive energy X-ray fluorescence spectroscopy (EDX), in addition to the quantification of traces of volatile organic compounds (VOC) by gas chromatography with mass spectrometry detector, increasing the sensitivity beyond the nominal limit of detection by these techniques.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-08-16T20:34:44Z No. of bitstreams: 1 LuizGonzagaLopesNeto_DISSERT.pdf: 2203616 bytes, checksum: b2d4c570d38b38e9792ac183c6a3e7fe (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-08-18T22:59:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 LuizGonzagaLopesNeto_DISSERT.pdf: 2203616 bytes, checksum: b2d4c570d38b38e9792ac183c6a3e7fe (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-18T22:59:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LuizGonzagaLopesNeto_DISSERT.pdf: 2203616 bytes, checksum: b2d4c570d38b38e9792ac183c6a3e7fe (MD5) Previous issue date: 2016-02-29 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico (CNPq) / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / Os processos oxidativos avan?ados (POA) s?o t?cnicas que envolvem a forma??o de radicais hidroxila (HO?) com grande poder de oxida??o de mat?ria org?nica. Esses processos t?m encontrado cada vez mais aplica??o na ind?stria por serem capazes de degradar subst?ncias recalcitrantes que n?o s?o removidas completamente por processos tradicionais de tratamento de efluentes. Nesse trabalho, estudou-se a modelagem da degrada??o do fenol pelo processo de foto-Fenton, baseado na adi??o de H2O2, Fe2+ e radia??o luminosa. Um planejamento experimental foi desenvolvido para analisar os efeitos das concentra??es de fenol, H2O2 e Fe2+ na fra??o de carbono org?nico total (COT) degradada. Os experimentos foram realizados em um reator fotoqu?mico parab?lico em batelada com 1,5 L de capacidade. Amostras do meio reacional foram retiradas em diferentes tempos de rea??o e analisadas em um medidor de COT da Shimadzu (TOC-VWP). Os resultados encontrados mostram efeito negativo da concentra??o de fenol, e positivo das outras duas vari?veis na fra??o de COT degradado. Uma an?lise estat?stica do planejamento mostrou que a concentra??o de per?xido de hidrog?nio era tamb?m a vari?vel mais influente na fra??o de COT degradada em 45 minutos e gerou um modelo com R? = 0,82, que previu os pontos experimentais com pouca precis?o. Utilizou-se o Visual Basic for Applications para gerar um modelo por redes neurais e um banco de dados fotoqu?micos. Esse modelo apresentou R? = 0,96 e previu com precis?o os valores de resposta utilizados para teste. Os resultados encontrados indicam a poss?vel aplica??o da ferramenta desenvolvida para ind?stria, principalmente pela simplicidade, baixo custo e facilidade de acesso ao programa. / Advanced Oxidation Processes (AOP) are techniques involving the formation of hydroxyl radical (HO?) with high organic matter oxidation rate. These processes application in industry have been increasing due to their capacity of degrading recalcitrant substances that cannot be completely removed by traditional processes of effluent treatment. In the present work, phenol degrading by photo-Fenton process based on addition of H2O2, Fe2+ and luminous radiation was studied. An experimental design was developed to analyze the effect of phenol, H2O2 and Fe2+ concentration on the fraction of total organic carbon (TOC) degraded. The experiments were performed in a batch photochemical parabolic reactor with 1.5 L of capacity. Samples of the reactional medium were collected at different reaction times and analyzed in a TOC measurement instrument from Shimadzu (TOC-VWP). The results showed a negative effect of phenol concentration and a positive effect of the two other variables in the TOC degraded fraction. A statistical analysis of the experimental design showed that the hydrogen peroxide concentration was the most influent variable in the TOC degraded fraction at 45 minutes and generated a model with R? = 0.82, which predicted the experimental data with low precision. The Visual Basic for Application (VBA) tool was used to generate a neural networks model and a photochemical database. The aforementioned model presented R? = 0.96 and precisely predicted the response data used for testing. The results found indicate the possible application of the developed tool for industry, mainly for its simplicity, low cost and easy access to the program.

Wetlands são sistemas que apresentam custo operacional e de implantação muito reduzidos se comparados à maioria dos sistemas de tratamento de efluentes. As comunidades microbianas presentes nesse sistema promovem a remoção de poluentes, da matéria orgânica e de nutrientes eutrofizantes. Este trabalho teve como objetivo a identificação das comunidades microbianas cultiváveis presentes no efluente e sua alternância ao longo do sistema em comparação aos dados físico-químicos. Amostras de efluente bruto e tratado foram coletadas no verão e no início do inverno de 2015 no sistema de wetlands construídos em um hotel. As amostras foram diluídas em série até a diluição 10-6 e as últimas três foram inoculadas em placas de Petri, em triplicata, contendo quatro meios de cultura. As amostras foram incubadas a temperatura ambiente (20°C ± 2°C) e 28ºC por 24-48 h. Foram obtidos 76 isolados bacterianos, sendo 54 das amostras de verão e 22 de inverno. Do total de isolados bacterianos obteve-se 18 Gram-positivas e 58 Gram-negativas. A média dos valores de nitrogênio total, nitrogênio amoniacal e fósforo demonstrou eficiência moderada de remoção pelo sistema de tratamento. Observou-se aumento de nitrato no efluente tratado nas duas coletas e um percentual de remoção maior no período de inverno para nitrogênio amoniacal e nitrogênio total. Dentre os 19 gêneros bacterianos identificados observou-se prevalência dos gêneros: Acinetobacter, Bacillus, Enterobacter, Klebsiella, Moraxella e Pseudomonas. As amostras representativas dos principais gêneros identificados bioquimicamente foram selecionadas para sequenciamento de DNA, cujo resultado confirmou os gêneros dos grupos microbianos. / Wetlands are systems that have low implementation and operational costs, when compared to other types of wastewater treatment systems. Microbial communities of wetlands systems promote the removal of pollutants, organic matter and eutrophication nutrients. This study aimed to identify the initial culturable microbial communities of the wetland effluent, as well as their changes throughout the system, and to compare this data with the physicochemical data. Raw and treated effluent samples were collected in the summer and early winter of 2015 in the wetlands system built in the hotel. Samples were serially diluted, up to 10-6 dilution and the last three dilutions were seeded on Petri dishes, in triplicate, into four culture media. After incubation at ambient temperature (20°C ± 2°C) and 28°C for 24-48 h a total of 76 bacterial isolates were obtained, 54 from summer and 22 from winter samples, of which 18 Gram-positive and 58 Gram-negative. The mean values of total nitrogen, ammoniacal nitrogen and phosphorus in the final treated effluent, showed a moderate efficiency of the wetlands system. Nitrate increased in the treated effluent in two samples, although a higher percentage of removal in the winter period for ammoniacal nitrogen and total nitrogen was registered. Among the 19 identified bacterial genera there was a prevalence of Acinetobacter, Bacillus, Enterobacter, Klebsiella, Pseudomonas and Moraxella. Samples that represented the majority of the genera identified biochemically, after being submitted for DNA sequencing confirmed the genera of the bacterial isolates.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Filosofia e Ciências Humanas. / Made available in DSpace on 2012-10-17T07:11:27Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T00:43:07Z : No. of bitstreams: 1 142976.pdf: 37624629 bytes, checksum: b79eef45f193e7bdc65fefad5a93ff71 (MD5)

O intenso desenvolvimento da aquacultura tem sido acompanhado de um aumento nos impactos ambientais causados por esta atividade. As descargas de efluentes da aquacultura em ecossistemas aquáticos são uma fonte de deterioração da qualidade ambiental e podem causar eutrofização. O presente trabalho investigou e avaliou o desempenho de um sistema de tratamento e recirculação de efluentes de aquacultura em relação à sua eficiência em manter e restaurar os parâmetros de qualidade da água em níveis adequados ao ciclo produtivo, considerando as implicações desta técnica na conservação dos recursos hídricos. O experimento foi conduzido em dois sistemas funcionando paralelamente, simulando situações com e sem tratamento e recirculação de efluentes. Os sistemas aquícolas, em escala experimental, foram compostos pelos tanques e pelas unidades de tratamento e recirculação. Os tanques de cultivo foram povoados com juvenis de tilápia-do-Nilo (Oreochromis niloticus). Os sistemas sem recirculação e com recirculação receberam, respectivamente, 65 indivíduos (biomassa total inicial = 477g) e 64 indivíduos (biomassa total inicial = 491g). O sistema de tratamento e recirculação de efluentes foi composto por um filtro biológico de leito flutuante granular (floating beads biofilter) e duas colunas de aeração, com diferentes meios de preenchimento. Ao longo dos seis meses de experimento foram medidos os principais parâmetros de qualidade da água para a aquacultura e para a estimativa do funcionamento e desempenho do sistema de tratamento e recirculação de efluentes. O desempenho zootécnico obtido nos tanques foi também avaliado e comparado. Análise de variância (ANOVA) foi utilizada para comparar os dados. Na comparação entre a água de cultivo dos tanques, os seguintes parâmetros apresentaram um valor mais elevado (p<0,05) para o sistema com recirculação: nitrato, carbono orgânico total, fosfato, cloreto, sulfato e condutividade. A água de cultivo do tanque sem recirculação apresentou maiores valores de nitrogênio amoniacal, sólidos suspensos e turbidez (p<0,05). As duas colunas de aeração usadas no experimento não apresentaram diferenças significativa entre si (p>0,05), apresentando uma eficiência de aeração de 67%. O sistema com recirculação foi caracterizado por um uso semanal de água significativamente menor (p<0,05), utilizando apenas 36% do volume de água que foi necessário para o tanque sem recirculação. Indícios de nitrificação foram identificados em ambos os sistemas, porém este processo apresentou uma importância maior sobre a qualidade da água no sistema com recirculação e filtro biológico. O sistema com recirculação produziu efluentes (através da retrolavagem do filtro) mais concentrados (p<0,05) em relação a nitrato, alcalinidade, carbono orgânico total, fosfato, sólidos suspensos e dissolvidos, cloreto, sulfato, condutividade. Em relação à carga de resíduos lançada ao ambiente, o sistema sem recirculação obteve valores maiores (p<0,05) de nitrogênio amoniacal, nitrato, carbono orgânico total, fosfato, sólidos suspensos, sólidos dissolvidos, fluoreto, cloreto e sulfato. Para os demais parâmetros, não houve diferenças significativas quanto à carga de resíduo do efluente produzido (p>0,05). Não houve diferenças significativas entre os dois sistemas comparados (p>0,05) quanto ao ganho de peso das tilápias durante o período de avaliação do desempenho zootécnico. A partir da biomassa total de peixes produzida nos dois tanques durante todo o período experimental calculou-se que o sistema sem recirculação fez uso de 4053 litros de água para cada kg (L/kg) de peixe produzido e o sistema com recirculação usou 1129 L/kg. O sistema de aquacultura com recirculação estudado, construído a partir de materiais nacionais e de baixo custo, obteve êxito como forma de criação de peixes, oferecendo uma significativa redução no volume de água usado e na carga de alguns resíduos em seus efluentes, quando comparado a técnicas convencionais de aquacultura. Apesar de haver significativas necessidades de aprimoramento do protótipo usado e de estudos complementares em relação ao assunto tendo em vista a realidade brasileira, principalmente contemplando a sua viabilidade econômica em diferentes cenários, o experimento conduzido oferece subsídios para o desenvolvimento da tecnologia de aquacultura com recirculação em âmbito nacional. / The active aquaculture growth that has been observed over the last few decades has been accompanied by important environmental impacts. One main concern is the discharge of aquaculture effluents in aquatic systems. Since these effluents contain nutrients, their discharge can contribute to the eutrophication of the receiving water bodies. The present work describes an investigation in which the aquaculture effluent was treated and recycled back to the system. The treatment process was evaluated with respect to its capability to remove contaminants and restore water quality to levels that were adequate to the fishing productive cycle. Such a system can contribute to the conservation of water resources by saving water and discarding fewer pollutants. The experiment was conducted in two pilot systems working in parallel, simulating fish culture processes with and without effluent treatment and recycling. The culture tanks were populated with Nile tilapia (Oreochromis niloticus). The systems with and without recirculation were populated with 65 (initial total biomass = 477g) and 64 (initial total biomass = 491g) individuals, respectively. The effluent treatment and recirculation system were composed by a floating bead biofilter and two natural aeration columns, each filled with different media. The experiment was conducted along six months, during which the systems were monitored for water quality parameters and zootechnical performance. Analysis of variance (ANOVA) was used to compare data collected in the culture tanks. The following parameters presented a higher value (p<0.05) in the recirculation system: nitrate, total organic carbon, phosphate, chloride, sulfate and conductivity. Culture water without recirculation presented higher values for total ammonia nitrogen, suspended solids and turbidity (p<0.05). The two aeration columns used in the experiment had about 67% aeration efficiency. Water use in the recirculation system was significantly lower (p<0.05) than the system without recycling, using just 36% of the water needed by the latter. Nitrification occurred in both systems, but had greater importance in the process with recycling and biological filtration. Filter backwashing from the recirculating system produced effluent that was more concentrated (p<0.05) than the system without recycling with respect to nitrate, alkalinity, total organic carbon, phosphate, suspended and dissolved solids, chloride, sulfate and conductivity. On the contrary, the residue loads discharged from the system without recirculation were higher (p<0.05) for total ammonia nitrogen, nitrate, total organic carbon, phosphate, suspended and dissolved solids, fluoride, chloride and sulfate. For the remaining parameters, no significant difference in the residue loads of the two systems was observed (p>0.05). One important observation was that no significant difference occurred between the two systems (p>0.05) regarding tilapia weight gains in the experimental period. Based on the fish biomass growth and water use measured on both systems, it was calculated that the system without recirculation used 4053 liters of water per each kg of produced fish. On the other hand, the system with recirculation used 1129 liters per kg. Considering the outlined results, it was concluded that the recirculating aquaculture system, built with simple and low cost national material, was successful with respect to fish cultivation, water use reduction, and effluent residue load discharges when compared with the conventional aquaculture technique. Despite the required refinements of the tested prototype, especially regarding scale and economic viability in different scenarios, it offers subsidies to the advance of the recirculating aquaculture technology at the national level.

Due to the growing concern for the environment, several Technologies for treatment of industrial effluents are being developed in order to minimize the impacts on water resources. Amid the various studied technologies, Advanced Oxidations Processes (AOPs) have received attention considerable. Among AOPs, the Fenton reaction, as source of generation hydroxyl radicals, has been outstanding. The Fenton reaction is the catalytic process of decomposition of hydrogen peroxide (H2O2) by ferrous ion (Fe2+) generating hydroxyl radicals, (HO•). The hydroxyl radical has a high oxidizing power, which leads to a partial or total degradation of large number of pollutants compounds. The ferrous ion, in appropriate pH, has the coagulant properties and may contribute to the removal of suspended particles in solution. The efficiency of the Fenton reaction can be enhanced when combined with the settling process. Depending of effluent, the sedimentation may be a slow step that can to reduce the application process on an industrial scale. The use of settler can accelerate the process, allowing the use of the method and also in continuous flow and also the use of iron concentrations higher, increasing the efficiency of treatment. In this study it was evaluated the efficiency of the coagulation processes, Fenton / flocculation, and coagulation followed by Fenton / flocculation in the treatment of effluents from the paints industries. In this study also was projected a lamellar settler to accelerate the sedimentation process. The results confirmed the efficiency of Fenton reaction followed by coagulation / flocculation in the treatment of real effluent of paint industry. The treatment led to a reduction of approximately 95% of COD of effluent, it suitable for disposal. Applying the same technology, using the settler in the sedimentation processes, the efficiency of COD reduction was the same, however, the treatment time was about eight times lower. The application of the Fenton reaction followed by sedimentation trough the lamellar settling led to a reduction of 95% of COD of effluent. The system Fenton / flocculation with lamellar settler was the process more promising, due using of lower concentrations of reactants. The process can be applied in the treatment of industrial effluent, with advantages over conventional methods. / Em função da crescente preocupação com o meio ambiente diversas tecnologias de tratamento de efluentes industriais estão sendo desenvolvidas, visando minimizar os impactos gerados sobre os recursos hídricos. Em meio às diversas tecnologias estudadas, os Processos Oxidativos Avançados (POAs) têm recebido considerável atenção. Dentre os POAs a utilização da reação de Fenton como fonte geradora de radical hidroxila tem se destacado. A reação de Fenton consiste no processo catalítico de decomposição do peróxido de hidrogênio (H2O2) pelo íon ferroso (Fe2+) gerando os radicais hidroxila (HO•). Os radicais hidroxilas têm alto poder de oxidação, o que leva a uma degradação parcial ou total de inúmeros compostos poluentes. O íon ferroso, em pH apropriado, apresenta propriedades coagulante, podendo contribuir com a remoção de partículas suspensas em solução. A eficiência da reação de Fenton pode ser ampliada quando associada ao processo de sedimentação. Dependendo do efluente tratado, a sedimentação pode ser uma etapa lenta que pode prejudicar a aplicação do processo em escala industrial. A utilização de sedimentadores pode acelerar o processo, permitindo a utilização do método em regime continuo e também trabalhar com altas concentrações de ferro, aumentando a eficiência do tratamento. Neste estudo buscou-se avaliar a eficiência dos processos de coagulação, Fenton /Floculação, e coagulação seguida de Fenton / Floculação no tratamento de efluentes oriundos da indústria de tintas. Também empregou-se um sedimentador lamelar tubular para acelerar o processo de sedimentação.Os resultados comprovaram a eficiência da coagulação seguida de Fenton / Floculação no tratamento de um efluente real de uma indústria de tinta local. O tratamento levou a redução de aproximadamente 95% da DQO do efluente, adequando-o para descarte. Aplicando-se a mesma tecnologia, utilizando o sedimentador lamelar nos processos de sedimentação, a eficiência para a redução da DQO foi basicamente a mesma, no entanto, o tempo d o tratamento foi aproximadamente oito vezes menor. A aplicação da reação de Fenton seguida de sedimentação através do sedimentador lamelar levou a redução de 95% da DQO do efluente. Dos processos estudados o sistema Fenton / Floculação com sedimentador lamelar foi o mais promissor, pois, utilizou menores concentrações dos reagentes, podendo ser aplicado no tratamento do efluente industrial, com vantagens frente aos métodos convencionais utilizados.

Wetlands são sistemas que apresentam custo operacional e de implantação muito reduzidos se comparados à maioria dos sistemas de tratamento de efluentes. As comunidades microbianas presentes nesse sistema promovem a remoção de poluentes, da matéria orgânica e de nutrientes eutrofizantes. Este trabalho teve como objetivo a identificação das comunidades microbianas cultiváveis presentes no efluente e sua alternância ao longo do sistema em comparação aos dados físico-químicos. Amostras de efluente bruto e tratado foram coletadas no verão e no início do inverno de 2015 no sistema de wetlands construídos em um hotel. As amostras foram diluídas em série até a diluição 10-6 e as últimas três foram inoculadas em placas de Petri, em triplicata, contendo quatro meios de cultura. As amostras foram incubadas a temperatura ambiente (20°C ± 2°C) e 28ºC por 24-48 h. Foram obtidos 76 isolados bacterianos, sendo 54 das amostras de verão e 22 de inverno. Do total de isolados bacterianos obteve-se 18 Gram-positivas e 58 Gram-negativas. A média dos valores de nitrogênio total, nitrogênio amoniacal e fósforo demonstrou eficiência moderada de remoção pelo sistema de tratamento. Observou-se aumento de nitrato no efluente tratado nas duas coletas e um percentual de remoção maior no período de inverno para nitrogênio amoniacal e nitrogênio total. Dentre os 19 gêneros bacterianos identificados observou-se prevalência dos gêneros: Acinetobacter, Bacillus, Enterobacter, Klebsiella, Moraxella e Pseudomonas. As amostras representativas dos principais gêneros identificados bioquimicamente foram selecionadas para sequenciamento de DNA, cujo resultado confirmou os gêneros dos grupos microbianos. / Wetlands are systems that have low implementation and operational costs, when compared to other types of wastewater treatment systems. Microbial communities of wetlands systems promote the removal of pollutants, organic matter and eutrophication nutrients. This study aimed to identify the initial culturable microbial communities of the wetland effluent, as well as their changes throughout the system, and to compare this data with the physicochemical data. Raw and treated effluent samples were collected in the summer and early winter of 2015 in the wetlands system built in the hotel. Samples were serially diluted, up to 10-6 dilution and the last three dilutions were seeded on Petri dishes, in triplicate, into four culture media. After incubation at ambient temperature (20°C ± 2°C) and 28°C for 24-48 h a total of 76 bacterial isolates were obtained, 54 from summer and 22 from winter samples, of which 18 Gram-positive and 58 Gram-negative. The mean values of total nitrogen, ammoniacal nitrogen and phosphorus in the final treated effluent, showed a moderate efficiency of the wetlands system. Nitrate increased in the treated effluent in two samples, although a higher percentage of removal in the winter period for ammoniacal nitrogen and total nitrogen was registered. Among the 19 identified bacterial genera there was a prevalence of Acinetobacter, Bacillus, Enterobacter, Klebsiella, Pseudomonas and Moraxella. Samples that represented the majority of the genera identified biochemically, after being submitted for DNA sequencing confirmed the genera of the bacterial isolates.

O material SiO2/Nb2O5 (SiNb) foi preparado pelo método sol-gel e empregado como adsorvente para remoção do corante Violeta Cristal. O material foi caracterizado utilizando isotermas de adsorção/dessorção de nitrogênio, espectroscopia FTIR, pHpzc, e SEM-EDS. A análise isotérmica de N2 revelou a presença de micro e mesoporos na amostra de SiNb com área superficial específica de 747 m2g−1. No processo de adsorção do corante foram avaliados parâmetros como pH, temperatura, tempo de contato, e concentração do corante no processo. O valor de pH inicial da solução do corante que levou a uma máxima adsorção foi 7. A cinética de adsorção e equilíbrio para a adsorção do corante foram representadas por ordem-geral e Liu, respectivamente. A capacidade máxima de adsorção do corante com o adsorvente SiNb, na temperatura de 303K, foi de 116mg g-1. Dois efluentes de corantes foram simulados e usados para verificar a aplicabilidade do material SiNb para tratamento de efluentes, sendo que o adsorvente se mostrou muito eficiente na descoloração desses efluentes. / In this dissertation, SiO2/Nb2O5 (SiNb) material was prepared using sol–gel method and employed as adsorbent for removal of crystal violet dye (CV). The material was characterized using nitrogen adsorption–desorption isotherms, FTIR spectroscopy, pHpzc, and SEM-EDS. The analysis of N2 isotherms revealed the presence of micro- and mesopores in the SiNb sample with specific surface area 747 m2 g−1. For the dye adsorption process, variations of parameters such as of pH, temperature, contact time, and concentration of dye of the process were evaluated. The optimum initial pH of the CV dye solution was 7.0. The adsorption kinetic and equilibrium data for CV adsorption were suitably represented by the general-order and Liu models, respectively. The maximum adsorption capacity of the CV dye by SiNb was achieved at 303 K, which attained 116 mg g−1at this temperaure. Dye effluents were simulated and used to check the applicability of the SiNb material for treatment of effluents – the material showed very good efficiency for decolorization of dye effluents.

A presente pesquisa descreve o preparo, caracterização e aplicação de novos adsorventes aplicados ao tratamento de efluentes contendo corantes. Os adsorventes produzidos neste estudo foram: Carvão ativado produzido por pirólise assistida por micro-ondas (AMWCST), a partir de um lodo coletado em uma Estação de Tratamento de Efluentes de curtume; e, biomassa fúngica tratada termicamente (BTV) a partir do fungo Trametes sp SC-10, os quais foram caracterizados de acordo a suas propriedades de textura e química de superfície e foram aplicados na remoção de corantes em solução aquosa e efluentes. Nesta pesquisa também se avaliou a eficiência do processo combinado entre coagulação-floculação e adsorção usando o AMWCST. Em suas propriedades estruturais, o AMWCST apresentou uma área superficial BET de 491,0 m2 g-1 e um volume total do poro de 0,440 cm3g-1, com distribuição de tamanho de poro majoritariamente mesoporosa; entretanto o BTV apresentou baixa área superficial destacando-se a formação de mesoporos. Foram estudados os equilíbrios e cinéticas de adsorção e sua correlação com modelos empíricos, para os sistemas AMWCST/PA-210 (Preto Ácido 210), e VA-357(Vermelho Ácido 357) e BTV/ AA-161 (Azul ácido 161). Para os dois primeiros sistemas empregando carvão ativado, a isoterma de adsorção de Liu foi a que descreveu melhor os dados de adsorção com capacidades máximas de 1108 mg g-1 e 589,5 mg g-1 a 298 K para PA-210 e VA-357. Para os estudos cinéticos, o modelo de ordem fraccionário de Avrami foi o melhor modelo ajustado para os dados experimentais. A BTV no entanto, mostrou uma capacidade máxima de biossorção de AA-161 de 221,7 mg g-1 a 303 K. O modelo de Langmuir foi o modelo que melhor descreveu os dados experimentais de equilibrios de biossorção e o Modelo Fraccionário de Avrami foi o que melhor descreveu a cinética de biossorção para o corante. A eficiência de remoção do adsorvente AMWCST no efluente sintético simulado foi de 93,79% e do BTV em um efluente simulado similar ao do processo de acabamento molhado de couro foi de 89,47%, indicando que a BTV é também um bom biossorvente para o tratamento de efluentes industriais. Finalmente, enquanto ao estudo de combinação de processos de coagulação-floculação com adsorção usando o AMWCST, este mostrou resultados eficazes na remoção do corante PA-210, em efluentes do processo de acabamento molhado, obtendo 85,20% de remoção do corante em comparação com o carvão comercial, o qual apresentou 88,64%. Além disso, utilizando o AMWCST, obtiveram-se reduções de 68,44%, 13,44% e 42,81% para COT, sódio total e amônio. / The present research describes the preparation, characterization and application of new adsorbents for the treatment of effluents contaminated with dyes. An adsorbent was activated carbon produced by pyrolysis microwave-assisted (AMWCST), from a sludge collected at a tannery Treatment Plant; The other adsorbent was a thermally treated fungal biomass (BTV) from Trametes sp. SC-10 fungi, which were characterized according to their texture and surface chemistry properties and were applied in the removal of dyes in aqueous solution and effluents. In this research, the efficiency of the combined coagulation-flocculation and adsorption process using the AMWCST was also evaluated. As for the texture properties, the AMWCST presented a BET surface area of 491.0 m2g-1 and a total pore volume of 0.440 cm3g-1, with mesoporous pore size distribution; However, BTV presented low surface area, highlighting the formation of mesopores. As for adsorption equilibria and kinetics and their correlation with theoretical models, for the AMWCST / AB-210, and AR-357 and BTV/AB-161 systems. For the first two systems using activated carbon, the Liu adsorption isotherm was the model that best described the adsorption data with maximum capacities of 1108 mg g-1 and 589,5 mg g-1 at 298 K for AB- 210 and AR- 357. For the kinetic studies, the Avrami fractional order model was the best-fit model for the experimental data. BTV however, showed a maximum AB-161 biosorption capacity of 221.7 mg g-1 at 303K. The Langmuir model was the model that best described the experimental data of biosorption equilibria and the Avrami Fractional Model best described the kinetics of biosorption for the dye. The adsorption efficiency of the AMWCTS in the synthetic simulated effluent was 93.79% and the BTV in a simulated effluent similar to that of the wet-end process in the leather industry was 89.47%, indicating that BTV is also a good biosorbent for the treatment of industrial effluents. Finally, while studying the combination of coagulation-flocculation processes with adsorption using the AMWCST, it showed efficient results in the removal of the AB-210 dye in wet-end process effluents, obtaining 85.20% dye removal compared with commercial activated carbon, which had 88.64%. In addition, using AMWCST, reductions of 68.44%, 13.44% and 42.81% were obtained for TOC, total sodium and ammonium.