O presente trabalho buscou verificar aspectos relacionados ao (re)aproveitamento e agregação de valor, analisando a viabilidade técnica e de investimento em processos de coloração artificial do “basalto carijó” (riodacito) utilizando efluentes dos processos de tingimento inorgânico vermelho de ágata. Para isto foram inicialmente buscadas e descritas informações acerca das cadeias produtivas da ágata e do basalto e processos de beneficiamento destas, bem como de processos de impregnação industrialmente utilizados. A partir das informações obtidas foi iniciado o ciclo de ensaios e análises, dividido em três fases. Todos os ensaios realizados tiveram como objetivo, além do tingimento da rocha, o desenvolvimento de processos ambientalmente sustentáveis. Na primeira fase, dada a falta de informações sobre processos de impregnação em rochas ou materiais idênticos, foram utilizados processos de simples imersão, sob vácuo e/ou pressão. O primeiro ensaio foi estabelecido aleatoriamente e os subsequentes programados a partir da análise visual dos resultados obtidos nos anteriores. Na segunda fase, considerando a baixa influência verificada pelas cargas de pressão e vácuo utilizadas anteriormente, optou-se pela utilização de aquecimento de 90ºC durante os ensaios – processo baseado nos utilizados para o tingimento da ágata – tendo, diferentemente da primeira fase, todos os ensaios seus parâmetros de execução previamente estabelecidos. Nestes, foram obtidos resultados mais ágeis e melhores no que tange a alteração de cor. Após a realização dos processos de tingimento, as amostras foram serradas, para a verificação da possível impregnação do efluente, e, posteriormente, uma das metades de cada amostra levada à queima em forno sob temperatura de 200ºC durante 8 horas – processo também baseado nos utilizados para o tingimento da ágata. Na terceira fase, buscando a minimização da possibilidade de volatilização do efluente e da impregnação deste na rocha – não verificada nas amostras serradas na segunda fase de ensaios – foi reduzida para 40ºC a temperatura de aquecimento utilizada durante os processos e aumentados os tempos de exposição das amostras ao pigmentante. Também nesta fase foram utilizados efluentes provenientes de lotes com diferentes concentrações de Fe para a verificação da influência desta nos resultados. Ao final, também foram serradas e queimadas as amostras. Os resultados obtidos em cada ensaio foram digitalmente registrados para análise quantitativa utilizando padrão H (matiz), S (saturação) e B (brilho). Tecnicamente, após a análise quantitativa, foram verificados melhores resultados nos processos desenvolvidos na fasedois (sob 90ºC) sendo, a partir destes desenvolvida análise de investimento para ambas as indústrias envolvidas – ágata e basalto. Bons resultados foram obtidos na análise de investimento para a indústria de beneficiamento de ágata a partir dos valores de mercado utilizados como parâmetros. Já para a indústria de beneficiamento do basalto o impacto do custo de contratação dos serviços de tingimento junto à indústria da ágata determinou a inviabilidade de investimento no processo. / This study aimed to verify aspects concerning to (re)use and appreciation, analyzing the technical and the investment feasibility in artificial processes to dye "Basalto Carijó" (rhyodacite) using effluent from dyeing processes of inorganic red agate. Initially are described and sought information about supply chains and beneficiation processes of production chains agate and basalt, as well as impregnation processes industrially used. From the information obtained was started the three stages of experimentation and analysis. All trials were designed, to beyond the dyeing of the rocks, to advance in environmentally sustainable processes. In the first stage, given the lack of information about impregnation process on rocks or identical materials, simple immersion processes were used under vacuum and / or pressure. The first trial was randomly established and the subsequent programmes was starting from the visual analysis of the results obtained in the precedents. In the second stage, considering the low influence verified by loads of pressure and vacuum used previously, we opted for the use of heating of 90 ° C during the trials - based process used in for dyeing agate - having, unlike the first phase, all trials was previously established. Better, with respect to color change, and more agile results were obtained in these experiments. After completion of the dyeing process, the samples were sawn, to check the possible impregnation of the effluent, and subsequently one half of each sample was burned oven at a temperature of 200 ° C for 8 hours - process also based in used to dyeing agate. In the third phase, seeking to minimize the possibility of volatilization of the wastewater and soak this in the rock - not observed in samples sawn in the second phase of trials - was reduced to 40 ° C heating temperature used during the procedure and was increased the time of exposure the samples to the colorant. Also at this stage effluents from batches with different concentrations of Fe to verify the influence of the results were used. At the end, were also burnt the halves of the sawn samples. The results obtained in each experiment were digitally recorded for quantitative analysis using H (hue), S (saturation) and B (brightness) standard colours. Technically, after the quantitative analysis, the best results on the processes developed in phase two (under 90) being developed from these investment analysis for both industries involved have been checked. Good results were obtained in the analysis of investment industry for beneficiation agate from the market values used as parameters. As for the processing industry Basalt the impact of the cost of hiring the services of dyeing with the agate industry determined the impracticability of investment in the process.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:58:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6834.pdf: 3389741 bytes, checksum: d068f8ea0db0eac944ee5060cda0400e (MD5) Previous issue date: 2015-04-24 / Universidade Federal de Minas Gerais / Sustainability is a recent debate derived from the environmental concern and the use of finite natural resources. Currently, in addition to environmental issues, some authors incorporate the economic, social, cultural and political dimension to its definition. The political dimension emphasizes people participation in decision-making, management and collective control, through the reality understanding and analysis of different alternatives. The adoption of participatory processes for decision-making of more sustainable local systems for residential wastewater treatment enable the knowledge transfer and allows access to unconventional technologies. The sustainability analysis arises from the research and practice in the planning and management areas, as a new tool for decision-making, directed promoting sustainability. This work is inserted in the discussions about concepts, principles, strategies and techniques of more sustainable local system for residential wastewater treatment, emphasizing the interaction between those dimensions. General objective was the sustainability analysis of local systems for residential wastewater treatment, taking into account the multiple sustainability dimensions in view of the territories dynamic balance. General research strategy was the data collection research in technical and scientific literature. General steps were: 1- analysis of the technical and scientific literature regarding studies about the subject; 2- characterization of local alternative for residential wastewater treatment; 3- sustainability analysis of decision-making process for the choice of local alternative for residential wastewater treatment; 4- sustainability analysis of local systems for residential wastewater treatment. To each verified hypothesis, were created a spreadsheet that indicated: the type of information (variable), sources of evidence, the procedures for collecting and analyzing data. Products were: 1-process for decision-making to choose the local system of residential wastewater treatment, principles analysis, actions and strategies for sustainability; 2- synthesis flow for analysis of local treatment of residential wastewater systems and; 3- sustainability analysis of local treatment alternatives and wastewater disposal. Results indicated that the sustainability analysis of local residential wastewater treatment systems helps in the choice and decision-making process. The understanding of the concept and sustainability principles, the use of participation in decision-making, increase the sustainability degree of local residential wastewater treatment systems in the context of the territory dynamic balance. Systems that provide water separation in gray and black ones or systems that do not use water, enable the waste reuse, reduce water consumption and improve participatory process in decision-making at different stages, with management and process social control tend to get gains in sustainability. / A sustentabilidade é um debate derivado da preocupação com o meio ambiente e a utilização dos recursos naturais finitos. Atualmente, além de questões ambientais, alguns autores incorporam as dimensões econômica, social, cultural e política na definição do conceito. A dimensão política da sustentabilidade enfatiza a participação das pessoas nos processos de tomada de decisão, gestão e controle, por meio da compreensão da realidade e da análise das diferentes alternativas. A adoção de processos participativos para escolha de sistemas locais de tratamento de efluentes sanitários mais sustentáveis, além de possibilitar a transferência do conhecimento, permite acesso às técnicas não convencionais. A análise da sustentabilidade surge, a partir da pesquisa e da prática em áreas do planejamento e gestão, como um novo instrumento para suporte a decisões direcionadas à promoção da sustentabilidade. O presente trabalho está inserido nas discussões sobre os conceitos, princípios, estratégias e técnicas de tratamento local de efluentes sanitários mais sustentáveis, enfatizando a interação entre as referidas dimensões. O objetivo geral foi analisar a sustentabilidade de sistemas locais de tratamento de efluentes sanitários, em habitações unifamiliares, levando em consideração as múltiplas dimensões da sustentabilidade na perspectiva do equilíbrio dinâmico dos territórios. A estratégia geral de pesquisa foi a pesquisa de levantamento de dados na literatura técnico-científica. As etapas gerais foram: 1- análise da literatura técnico-científica em relação aos estudos referentes ao tema de pesquisa; 2- caracterização das alternativas locais de tratamento de efluentes sanitários; 3- análise da sustentabilidade das etapas do processo de escolha de sistema de tratamento local de efluente sanitário; 4- análise da sustentabilidade dos sistemas locais de tratamento de efluentes sanitários. Para cada hipótese foi elaborada uma planilha em que se explicitaram: o tipo de informação (variável), as fontes de evidências, os procedimentos para coleta e análise dos dados. Os produtos obtidos foram: 1- processo para escolha do sistema local de tratamento de efluentes sanitários e análise dos princípios, ações e estratégias da sustentabilidade; 2- fluxo síntese para análise dos sistemas locais de tratamento de efluentes sanitários residenciais e 3- análise da sustentabilidade das alternativas locais de tratamento e disposição local de efluentes sanitários. Os resultados indicaram que a análise da sustentabilidade de sistemas locais de tratamento de efluentes sanitários auxilia no processo de escolha e tomada de decisão da alternativa de tratamento a ser utilizada. A compreensão do conceito e princípios de sustentabilidade e a participação dos usuários na tomada de decisão aumentam o grau de sustentabilidade de sistemas de tratamento de efluentes sanitários na perspectiva do equilíbrio dinâmico do território. Os sistemas que favorecem a separação das águas em cinzas e negras ou não usam água, sistemas que possibilitam o uso de resíduos, diminuição do consumo de água e o processo participativo na tomada de decisão nas diferentes etapas, com gestão e controle social do processo tendem a ter ganhos em sustentabilidade.

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.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3098.pdf: 1417506 bytes, checksum: d76dc7e35f541c6cd4db9d1dc651dd85 (MD5) Previous issue date: 2010-06-22 / Financiadora de Estudos e Projetos / In this work was studied the process of removal of ions has covered simulated effluent gifts in watery having used electrochemical reactor of fluidized stream bed and of stream bed of I gush out whose porous cathodes were composites for conducting copper particles. Applying an factorial planning Box-Behnken the effect of the electric chain had been studied, electrolyte concentration have supported and expansion of the stream bed for the electrode of fluidized stream bed and the effect of the electric chain, thickness of the reactor, distance of the central canal and the electrolyte concentration has supported for the electrode of stream bed of gushes out on the efficiency of chain (EC), income space-time (YC) and energy consumption (CE) of the process for both the reactors. The results had been analyzed statistical and the effect of each variable on the studied answers was made using reply surfaces. It was verified that for the electrode of fluidized stream bed all the studied variable are influential as much in linear terms, quadratic and interactive. The electrolyte concentration was the variable most significant in all the 0 variable reply, while for ECC and YC, was observed that the expansion did not have a significant effect when was applied a chain of 4,0A, however, case had a great increase of the energy consumption in this. For the current greater the increase of the expansion caused a great increase of the ECC and the YC, which had mainly to the improvement of the mass transport; in the case of the energy consumption, also it had a reduction of its value almost that for the half. The condition of excellent for the process of electroplating in ELF is of bigger electrolyte concentration has supported current greater and bigger expansion. In these conditions a high value of ECC and YC occurs simultaneously, with a low value of CEC still considered. In the case of the ELJ, the independent variable distance of the central canal, did not influence in the behavior of the variable reply, indicating that the tax of solid circulation did not have influence on the process. The thickness of the electrode was very significant, being that an increase of the ECC occurs for lesser thicknesses and current greaters that an increase of the income of the electrochemical reactor in terms of the electroplating promotes. The best conditions of process that simultaneously optimize the ECC, YC and CEC for ELJ, are of current greater, lesser thickness of stream bed and greater electrolyte concentration has supported. / Neste trabalho foi estudado o processo de remoção de íons cobre presentes em efluentes aquosos simulados utilizando reator eletroquímico de leito fluidizado (ELF) e de leito de jorro (ELJ) cujos cátodos porosos eram compostos por partículas condutoras de cobre. Aplicando-se um planejamento fatorial Box-Behnken foram estudados os efeitos da corrente elétrica, concentração de eletrólito suporte e expansão do leito para o eletrodo de leito fluidizado e os efeitos da corrente elétrica, espessura do reator, distância do canal central e a concentração de eletrólito suporte para o eletrodo de leito de jorro sobre a eficiência de corrente (EC), rendimento espaço-tempo (Y) e consumo energético (CE) do processo para ambos os reatores. Os resultados foram analisados estatisticamente e o efeito de cada variável sobre as respostas estudadas foi feito utilizando-se superfícies de resposta. Verificou-se que para o eletrodo de leito fluidizado todas as variáveis estudadas são influentes tantos em termos lineares, quadráticos e interativos. A concentração de eletrólito foi a variável mais significativa em todas as variáveis resposta, enquanto para ECC e YC, observou-se que a expansão não teve um efeito significativo quando foi aplicada uma corrente de 4,0 A, porém, houve um grande aumento do consumo energético neste caso. Para a maior corrente o aumento da expansão causou um grande aumento da ECC e do YC, devido principalmente à melhoria do transporte de massa; no caso do consumo energético, também houve uma redução de seu valor quase que pela metade. A condição de ótimo para o processo de eletrodeposição em ELF é de maior concentração de eletrólito suporte, maior corrente e maior expansão. Nestas condições ocorre simultaneamente um valor elevado de ECC e YC, com um valor de CEC ainda considerado baixo. No caso do ELJ, a variável independente distância do canal central, não influenciou no comportamento das variáveis resposta, indicando que a taxa de circulação de sólidos não teve influência sobre o processo. A espessura do eletrodo foi muito significativa, sendo que um aumento da ECC ocorre para menores espessuras e maiores correntes, que promove um aumento do rendimento do reator eletroquímico em termos da eletrodeposição. As melhores condições de processo que otimizam simultaneamente a ECC, YC e CEC para ELJ, são as de maior corrente, menor espessura de leito e maior concentração de eletrólito suporte.

Neste trabalho, avaliaram-se o crescimento e a capacidade de biosorção de metais de Pleurotus sajor-caju PS 2001, em meios de cultivo líquido e sólido, contendo sulfatos de cobre II, de ferro II, de alumínio, de zinco, de cromo II e de níquel II, em concentrações de 30 ou 60mg.100mL-1 . O crescimento e a massa micelial foram avaliados aos 7, 14 e 21 dias de desenvolvimento para cultivo líquido sendo que para cada etapa de desenvolvimento foram retiradas amostras que foram submetidas a metodologia PIXE para determinação da biosorção dos elementos presentes nas amostras. No cultivo sólido, após 21 dias forampara os corpos de frutificação dos cultivos sólidos. Para cada etapa de de do trabalho desenvolveu-se um método que se mostrou adequado para quantificar indiretamente a massa fúngica. Os diferentes tratamentos foram propostos seguindo o método de análise de superfície de Box-Wilson, possibilitou a otimização do meio de crescimento ao indicar que adições de sais nas concentrações variáveis presentes nos fermentadores e aplicadas nos tratamentos otimizados de T1 até T5, correspondentes a (NH4)2SO4: T1 = 20,50mg a T5 = 24,48mg; MnSO4: T1 = 0,0235mg T5 = 0,0275mg e CuSO4.5 H2O : T1 = 0,024mg a T5 = 0,030mg, possibilitaram um aumento de até três vezes da massa fúngica de P. sajor-caju, nos primeiros 15 dias de crescimento, em relação aos meios sem adição. Os diferentes tratamentos também apresentaram variação favorável para a secreção das enzimas lacases que tiveram sua produção aumentada em valores de 75% até 200%; a secreção das enzimas manganês peroxidases apresentaram aumento variável de 25% até 90%, indicando que as variações nas adições dos sais empregados nos tratamentos originaram diferentes valores para as secreções enzimáticas. Adicionalmente, constatou-se que a adição de sulfato de cromo III e sulfato de níquel II aos meios de cultivo na ordem de 9,41 mg/ favorece a produção de massa fúngica, bem como a secreção de lacases e manganês peroxidases. / Submitted by Marcelo Teixeira (mvteixeira@ucs.br) on 2014-05-19T16:54:14Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Stela Maris da Silva.pdf: 1824607 bytes, checksum: 1e6abbbc92abcf6cd0bba5a861e37b93 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-05-19T16:54:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Stela Maris da Silva.pdf: 1824607 bytes, checksum: 1e6abbbc92abcf6cd0bba5a861e37b93 (MD5) / In this work, Pleurotus sajor-caju PS2001 was cultivated in solid-state, in a medium formulated with sawdust of Pinus spp and wheat bran, to which had been added cupric sulphate, manganese sulphate and ammonium sulphate. Different treatments had been made with these salts, aiming at the solid cultive medium otimization for attainment of bigger productivity in the commercial production of mushrooms. In the first stage of the work a method was developed that was adequate to quantify indirectly the fungi mass indirectly. This method was based on the amount of chitin of the fungi wall which was estimated by the evaluation of the free N-acetilglucosamine concentration released for enzymatic hydrolysis. Different treatments had been considered following the methodology of Box-Wilson, who indicated the amounts of salts ideals to the medium, which allowed an increase of up to three times in the content of fungus mass during the first 15 days of growth. The treatments had also shown to favorable variation for the secretion of lacases and manganese peroxidases, indicating the potential use of these mushrooms also for the production of these enzymes and purpose of biorremediation. Additionally, one evidenced that the phenol addition to the cultive medium favors the production of fungus mass as well as the secretion of lacases and manganese peroxidases.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-02-17T21:52:02Z No. of bitstreams: 1 DayanneChiancaDeMoura_TESE.pdf: 4557289 bytes, checksum: 92bdbf0069fc7ada0b59f3f455c1f28d (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-02-17T23:56:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DayanneChiancaDeMoura_TESE.pdf: 4557289 bytes, checksum: 92bdbf0069fc7ada0b59f3f455c1f28d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-17T23:56:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DayanneChiancaDeMoura_TESE.pdf: 4557289 bytes, checksum: 92bdbf0069fc7ada0b59f3f455c1f28d (MD5) Previous issue date: 2014-10-24 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES / Neste trabalho foi estudada a degrada??o de efluentes reais e sint?ticos utilizando processos eletroqu?micos, como oxida??o via radicais hidroxila, oxida??o mediada via cloro ativo e eletrocoagula??o. O efluente real utilizado foi coletado no tanque decantador da Esta??o de Tratamento de Efluentes da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (ETE-UFRN) e o outro, um efluente do corante t?xtil Azul ?cido113 (AB 113) foi sintetizado em laborat?rio. No processo eletroqu?mico, os efeitos do material an?dico, da densidade de corrente, da presen?a e da concentra??o de cloreto assim como das esp?cies de cloro ativa geradas in situ foram avaliados. Eletrodos de diferentes composi??es, Ti/Pt, Ti/Ru0,3Ti0,7O2, DDB, Pb/PbO2 e Ti/TiO2- nanotubos/PbO2 foram utilizados como ?nodos. Esses eletrodos foram submetido ? an?lises eletroanal?ticas com o objetivo de verificar como acontecem os processos an?dicos e cat?dicos frente as concentra??es de NaCl e eletr?lito suporte utilizado. Os potencias de desprendimento de oxig?nio tamb?m foram verificados. O efeito das esp?cies de cloro ativo formadas sob a efici?ncia do processo foi avaliado atrav?s da remo??o da mat?ria org?nica do efluente ETE-UFRN. O tratamento do efluente ETEUFRN usando os eletrodos Ti/Pt, DDB e Ti/Ru0,3Ti0,7O2 foi avaliado, obtendo boas performances. A degrada??o eletroqu?mica do efluente ETE-UFRN foi capaz de promover a diminui??o da concentra??o de COT e DQO em todos os ?nodos testados. Entretanto, Ti/Ru0,3Ti0,7O2 apresentou uma degrada??o consider?vel devido as esp?cies de cloro ativa geradas in situ. Os resultados obtidos com o processo eletroqu?mico na presen?a de cloreto foram mais satisfat?rios do que aqueles obtidos na aus?ncia. A adi??o de 0,021 M NaCl resultou em remo??es mais r?pidas da mat?ria org?nica. Num segundo momento, foi preparado e caracterizado o eletrodo Ti/TiO2-nanotubos/PbO2 de acordo com o que reporta a literatura, entretanto sua prepara??o foi para um disco (10 cm de di?metro) com ?rea superficial bem superior ao descrito pelos mesmos autores, visando aplica??o ao efluente do corante t?xtil AB 113. Imagens de MEV foram tomadas a fim de se observar o crescimento dos nanotubos de TiO2 bem como confirmar a eletrodeposi??o do PbO2. Tamb?m foi utilizado um microsc?pio de For?a At?mica para comprovar a forma??o desses nanotubos. Al?m disso, foi testada e constatada uma alta estabilidade eletroqu?mica do eletrodo Ti/TiO2-nanotubos/PbO2 para aplica??es a longo prazo indicando como um ?timo material eletrocatal?tico. A oxida??o eletroqu?mica do AB 113 utilizando Ti/Pt, Pb/PbO2, Ti/TiO2-nanotubos/PbO2 e Al/Al (eletrocoagula??o) tamb?m foi estudada. Entretanto, as melhores remo??es de cor e decaimento de DQO foram obtidas quando Ti/TiO2-nanotubos/PbO2 foi utilizado como ?nodo, removendo at? 98% de cor e 92,5% de decaimento de DQO. An?lises de CG/EM foram realizadas a fim de se identificar os poss?veis intermedi?rios formados na degrada??o do AB 113. / In this work the degradation of real and synthetic wastewater was studied using electrochemical processes such as oxidation via hydroxyl radicals, mediated oxidation via active chlorine and electrocoagulation. The real effluent used was collected in the decanter tank of the Federal University of Rio Grande do Norte (ETE-UFRN) of Effluent Treatment Plant and the other a textile effluent dye ?cido Blue 113 (AB 113) was synthesized in the laboratory. In the electrochemical process, the effects of anode material, current density, the presence and concentration of chloride as well as the active chlorine species on site generated were evaluated. Electrodes of different compositions, Ti/Pt, Ti/Ru0,3Ti0,7O2, BDD, Pb/PbO2 and Ti/TiO2-nanotubes/PbO2 were used as anodes. These electrodes were subjected to electroanalytical analysis with the goal of checking how happen the anodic and cathodic processes across the concentrations of NaCl and supporting electrolyte used. The potential of oxygen evolution reaction were also checked. The effect of active chlorine species formed under the process efficiency was evaluated by removing the organic matter in the effluent-ETE UFRN. The wastewater treatment ETE-UFRN using Ti/Pt, DDB and Ti/Ru0,3Ti0,7O2 electrodes was evaluated, obtaining good performances. The electrochemical degradation of effluent-UFRN was able to promote the reduction of the concentration of TOC and COD in all tested anodes. However, Ti/Ru0,3Ti0,7O2 showed a considerable degradation due to active chlorine species generated on site. The results obtained from the electrochemical process in the presence of chloride were more satisfactory than those obtained in the absence. The addition of 0.021 M NaCl resulted in a faster removal of organic matter. Secondly, was prepared and characterized the electrode Ti/TiO2-nanotubes/PbO2 according to what the literature reports, however their preparation was to disk (10 cm diameter) with surface area and higher than that described by the same authors, aiming at application to textile effluent AB 113 dye. SEM images were taken to observe the growth of TiO2 nanotubes and confirm the electrodeposition of PbO2. Atomic Force Microscope was also used to confirm the formation of these nanotubes. Furthermore, was tested and found a high electrochemical stability of the electrode Ti/TiO2-nanotubes/PbO2 for applications such as long-term indicating a good electrocatalytic material. The electrochemical oxidation of AB 113 using Ti/Pt, Pb/PbO2 and Ti/TiO2-nanotubes/PbO2 and Al/Al (electrocoagulation) was also studied. However, the best color removal and COD decay were obtained when Ti/TiO2-nanotubes/PbO2 was used as the anode, removing up to 98% of color and 92,5% of COD decay. Analysis of GC/MS were performed in order to identify possible intermediates formed in the degradation of AB 113.

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No. of bitstreams: 1 JessicaHoracinaBezerraRocha_TESE.pdf: 3730805 bytes, checksum: b964bffe7871af006b1b028acfccff27 (MD5) Previous issue date: 2014-10-24 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico - CNPq / Neste trabalho, o tratamento de efluentes da ind?stria t?xtil, contendo corantes como Amarelo de Novacron (YN), Vermelho de Remazol BR (RRB) e Azul de Novacron CD (NB), e o tratamento de efluentes da ind?stria do petr?leo (?gua produzida), foram investigadas por oxida??o an?dica (AO) com ?nodos de Platina suportada em tit?nio (Ti/Pt) e Diamante Dopado com Boro (DDB). Certamente, um dos principais par?metros neste tipo de tratamento ? o tipo de material eletrocatal?tico utilizado, uma vez que os mecanismos e os produtos de algumas rea??es an?dicas dependem dele. A eletr?lise galvanost?tica dos efluentes sint?ticos RRB, NB e YN foi investigada a fim de encontrar as melhores condi??es para a remo??o da cor e da carga org?nica do corante. De acordo com os resultados experimentais obtidos, o processo de OA ? adequado para descolora??o de ?guas residuais contendo esses corantes t?xteis, devido ?s propriedades eletrocatal?ticas de DDB e Pt. A remo??o da carga org?nica foi mais eficiente com DDB, em todos os casos, e os corantes foram degradados ? ?cidos carbox?licos alif?ticos no final da eletr?lise. Consumo de energia para a remo??o de cor durante OA das solu??es sint?ticas de RRB, NB e YN depende principalmente das condi??es de funcionamento, por exemplo, RRB, passa de 3,30 kWh m-3 em 20 mA cm-2 para 4,28 kWh m -3 em 60 mA cm-2 (pH = 1); 15,23 kWh m-3 em 20 mA cm-2 para 24,75 kWh m-3 em 60 mA cm-2 (pH = 4,5); 10,80 kWh m-3 em 20 mA cm-2 para 31,5 kWh m-3 em 60 mA cm-2 (pH = 8) (dados estimados por volume de efluente tratado). No estudo da OA da ?gua produzida de petr?leo, as eletr?lises galvanost?ticas no ?nodo de DDB levaram ? completa remo??o de DQO (98%), devido ?s grandes quantidades de radicais hidroxila e peroxodissulfatos gerados a partir da oxida??o da ?gua e sulfatos em solu??o, respectivamente. A taxa de remo??o da DQO aumenta com o incremento da corrente aplicada (15-60 mA cm-2 ). Por outro lado, no eletrodo de Pt, aproximadamente 50% de remo??o da carga org?nica foi alcan?ada atrav?s da aplica??o de 15 a 30 mA cm-2 e 80% de remo??o de DQO a 60 mAcm-2 . Dessa forma, os resultados obtidos na aplica??o desta tecnologia foram satisfat?rios dependendo do material eletrocatal?tico e das condi??es operacionais utilizadas, tanto para remo??o de carga org?nica em efluentes t?xteis e petroquimicos quanto para remo??o de cor, no caso dos efluentes t?xteis. Portanto, a aplica??o do tratamento eletroqu?mico pode ser considerada como uma alternativa vi?vel no pr?-tratamento ou tratamento de efluentes derivados da ind?stria t?xtil e petroqu?mica. / In this work, the treatment of wastewater from the textile industry, containing dyes as Yellow Novacron (YN), Red Remazol BR (RRB) and Blue Novacron CD (NB), and also, the treatment of wastewater from petrochemical industry (produced water) were investigated by anodic oxidation (OA) with platinum anodes supported on titanium (Ti/Pt) and boron-doped diamond (DDB). Definitely, one of the main parameters of this kind of treatment is the type of electrocatalytic material used, since the mechanisms and products of some anodic reactions depend on it. The OA of synthetic effluents containing with RRB, NB and YN were investigated in order to find the best conditions for the removal of color and organic content of the dye. According to the experimental results, the process of OA is suitable for decolorization of wastewaters containing these textile dyes due to electrocatalytic properties of DDB and Pt anodes. Removal of the organic load was more efficient at DDB, in all cases; where the dyes were degraded to aliphatic carboxylic acids at the end of the electrolysis. Energy requirements for the removal of color during OA of solutions of RRB, NB and YN depends mainly on the operating conditions, for example, RRB passes of 3.30 kWh m-3 at 20 mA cm-2 for 4.28 kWh m-3 at 60 mA cm-2 (pH = 1); 15.23 kWh m-3 at 20 mA cm-2 to 24.75 kWh m-3 at 60 mA cm-2 (pH 4.5); 10.80 kWh m-3 at 20 mA cm-2 to 31.5 kWh m-3 at 60 mA cm-2 (pH = 8) (estimated data for volume of treated effluent). On the other hand, in the study of OA of produced water effluent generated by petrochemical industry, galvanostatic electrolysis using DDB led to the complete removal of COD (98%), due to large amounts of hydroxyl radicals and peroxodisulphates generated from the oxidation of water and sulfates in solution, respectively. Thus, the rate of COD removal increases with increasing applied current density (15-60 mAcm-2 ). Moreover, at Pt electrode, approximately 50% removal of the organic load was achieved by applying from 15 to 30 mAcm-2 while 80% of COD removal was achieved for 60 mAcm-2 . Thus, the results obtained in the application of this technology were satisfactory depending on the electrocatalytic materials and operating conditions used for removal of organic load (petrochemical and textile effluents) as well as for the removal of color (in the case of textile effluents). Therefore, the applicability of electrochemical treatment can be considered as a new alternative like pretreatment or treatment of effluents derived from textiles and petrochemical industries.

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.

O presente trabalho tem como objetivo estudar a biomassa seca e homogeneizada de macrófitos aquáticos como um material sorvente de metais pesados (Cr(III), Ni, Cu, Zn, Cd e Pb) presentes em soluções aquosas. Os macrófitos aquáticos foram coletados em recursos hídricos do Estado do Rio Grande do Sul, lavados, secos a 60°C, moídos, peneirados e embalados em sacos plásticos. Diversas propriedades físicas, bioquímicas, interfaciais e químicas dos biossorventes foram analisadas. Realizaram-se estudos de sorção em batelada com soluções sintéticas de metais pesados e, posteriormente, estudos em coluna de percolação de laboratório com soluções sintéticas e efluentes industriais de atividades de mineração e metalurgia. A sorção dos metais pesados por macrófitos aquáticos não ocorre necessariamente por processos metabólicos da planta viva. A biomassa morta de algumas espécies acumula elevadas quantidades de metais por mecanismos físico-químicos. Dentre as espécies estudadas, o Potamogeton lucens é a que apresenta maior capacidade de sorção de metais pesados. As espécies Salvinia herzogii e Eichhomia crassipes também apresentam-se eficientes. A sorção dos metais ocorre por reações de troca iônica, onde o principal grupo superficial envolvido é o carboxila. O fenômeno segue o modelo de adsorção de Langmuir e os valores máximos de acumulação foram de 1,5 meq/g para o P. lucens, 0,9 meq/g para a S. herzogii e 0,7 meq/g para a E. crassipes. A sorção dos metais pesados é máxima em valores de pH acima de 5,0. O limite na faixa básica é dado pelo pH de precipitação dos elementos metálicos na forma de hidróxidos. A seguinte ordem de seletividade foi determinada para alguns dos cátions estudados: Cu+2 > H+> Zn+2 > Ni+2 > Ca+2 >Na+. A remoção dos metais pesados pode ser eficientemente realizada em colunas de percolação com leito empacotado. Após a saturação, os metais podem ser recuperados e a biomassa regenerada por eluição com soluções ácidas (por exemplo: 0,5 a 2% HCl). A biomassa dos macrófitos aquáticos mostrou-se efetiva no tratamento de efluentes de galvanoplastia e de mineração como um estágio de polimento. Em certos casos, após vários ciclos de sorção/dessorção, os biossorventes regenerados e neutralizados podem ser destinados à alimentação de animais. A calcinação dos biossorventes saturados com metais pesados permite obter concentrados de interesse metalúrgico. A alternativa tecnológica estudada é eficiente no tratamento final de efluentes líquidos contendo concentrações residuais de metais pesados. As principais vantagens deste processo são a alta cinética, a seletividade para a remoção de metais de transição e o baixo custo. Os resultados são discutidos em termos das propriedades superficiais dos biossorventes, química da solução aquosa, parâmetros termodinâmicos e cinética do processo. / The aim of this work was to study the dried and homogenized biomass of aquatic macrophytes as sorbent materiais for heavy metais (Cr(III), Ni, Cu, Zn, Cd and Pb) present in aqueous solutions. The aquatic macrophytes were collected in Rio Grande do Sul - Brazil, washed, dried at 60°C, ground in a bladed mixer and stored in plastic bags. Several physical, biochemical, interfacial and chemical properties of the biosorbents were analyzed. Sorption studies were carried out by batch procedures with synthetic solutions containing heavy metais. Additionally, sorption studies in a laboratory packed bed column with synthetic solutions and real efiluents from mining and metallurgical industries were performed. The results showed that it is not necessary the macrophytes be alive to remove heavy metais from aqueous solutions. The nonliving biomass of some species binds heavy metais by physico-chemical mechanisms. From the macrophytes studied, Potamogeton lucens showed the highest uptake capacity. The species Salvinia herzogii and Eichhornia crassipes also present a high capacity of heavy metal accumulation. The sorption mechanism by these biomaterials was found to occur mainly by an ion exchange reaction between dissolved metal ions and the carboxylic groups present on the plant surface. Sorption followed the Langmuir adsorption isotherm and maximum metal uptake was attained at 1,5 meq/g for P. Lucens, 0,9 meq/g for S. herzogii and 0,7 meq/g for E. crassipes. Maximum metal removal was obtained at pH higher than 5, O. The basic limit was given by the precipitation pH o f the heavy metais as hydroxides. The selectivity order o f sorption was determined as: Cu+2 > H+ > Zn+2 > Ni+2 > Ca+2 > Na+. Heavy metal removal can be efficiently carried out in packed bed columns. After sorbent saturation, metal ions can be recovered from the loaded biomass by elution with HCI solutions (for example: 0,5 a 2% HCI). Practical studies showed that this process is efficient for the treatment of electroplating and mining effluents as a polishing stage. In some cases, after several sorption/desorption cycles, the regenerated and neutralized biosorbents can be used for animal feeding. The calcination of the biosorbent loaded with heavy metais allowed to obtain a metal concentrate of metallurgical degree. The biomaterials studied are suitable for the final treatmet of liquid efiluents containing residual amounts of heavy metais. The main advantages of the process are the kinetics, the selectivity for transition metais and the low cost of the biosorbents. Results are discussed in terms of the surface properties of the materiais, solution chemistry, thermodynamic parameters and kinetic data.