Esta Tese descreve o emprego da Análise por Injeção Sequencial (SIA) e de métodos estatísticos visando a otimização do tratamento de amostras da indústria de tintas através de Processos Oxidativos Avançados (POA\'s), mais especificamente através das reações de Fenton e foto-Fenton. Estudos foram realizados com o composto modelo vermelho de alizarina S para a otimização de parâmetros da reação de Fenton e o com sal tetrassódico de ácido 3,4′,4″,4″′-tetrassulfônico de ftalocianina de cobre para a otimização de parâmetros da reação de foto-Fenton em um foto-reator desenvolvido em laboratório. Nas condições obtidas com SIA, foi observada a degradação de 99,7% de alizarina e de 97% da ftalocianina de cobre. Uma amostra de efluente da indústria de tintas também foi considerada; para esta matriz, os resultados apontaram uma mineralização de 79% do efluente após a reação de foto-Fenton e de 45% após a reação de Fenton. / This Thesis describes the use of Sequential Injection Analysis (SIA) and statistical methods aiming the optimization of the treatment processes of coatings samples by Advanced Oxidative Processes (AOP\'s), specifically by Fenton and photo-Fenton reactions. Studies were performed with model compounds, alizarin red S for optimization of Fenton parameters and a copper phthalocyanine-3,4′,4″,4″′-tetrasulfonic acid tetrasodium salt dye for optimization of photo-Fenton parameters in a homemade photo reactor. At SIA established conditions, it was observed a degradation of 99.7% of alizarin and 97% of the phthalocyanine dye. A sample of wastewater from the coatings industry was also considered; for this matrix, results showed a sample mineralization of 79% after photo-Fenton and 45% after Fenton reactions.

Oriunda da etapa de destilação do caldo do caldo da cana-de-açúcar, a vinhaça é um subproduto da produção de etanol. Apesar de seu difundido uso na agricultura canavieira como fertirrigação, sua disposição no solo tem sido questionada quanto a possíveis riscos ambientais. Uma destinação alternativa à vinhaça e seu tratamento anaeróbio, considerado bastante atrativo haja vista a possibilidade de recuperação de energia na forma de biogás, sem interferir em suas qualidades como biofertilizante. Entre os sistemas de tratamento anaeróbios, os reatores de leito fixo têm sido amplamente utilizados devido à sua estabilidade operacional. A modelagem abrangente destes tipos reatores tende a ser complexa de forma que o estudo dos escoamentos em seu interior do reator é vital. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi analisar e simular numericamente a hidrodinâmica de reator de leito fixo de fluxo ascendente tipo APBR (anaerobic packed bed reactor). Em termos gerais, os resultados obtidos por simulação foram confrontados tanto com os correspondentes valores experimentais como com aqueles obtidos a partir dos modelos uniparamétricos comumente usados para representar reatores não ideais. Para tanto, foram empregados dados pré-existentes de ensaios hidrodinâmicos conduzidos no início e no final da operação, com biorreator alimentado com solução-traçador na forma de degrau a vazões de 4,6 L/dia e 2,3 L/dia. Foram considerados os modelos de dispersão de pequena e grande intensidade bem como o modelo de tanques agitados em série. Quanto às simulações numéricas, foi usado o software de CFD (fluidodinâmica computacional)COMSOL Multiphysics ® 4.3b.As curvas DTR obtidas via simulação e com base nos modelos para reatores não ideais foram confrontadas com as curvas obtidas experimentalmente. Para o reator operando com vazão de 2,3 L/dia, nenhum dos modelos propostos mostrou-se adequado quanto ao final da operação, em razão da incapacidade em representar o surgimento de picos de concentração que podem estar associados ao acúmulo de biomassa no interior do biorreator, mas também ao tipo de traçador utilizado para a realização do experimento. As demais curvas DTR sugerem que o reator em questão aproxima-se do tipo pistonado. O simulador CFD representou de forma bem adequada os dados experimentais em comparação com resultados obtidos a partir dos modelos para reatores não ideais. A simulação numérica de biorreatores para tratamento de efluentes mostrou-se, pois, capaz de fornecer informações mais detalhadas e precisas, geralmente úteis a engenharia do processo. Adicionalmente, foi implementado um simulador com base no método de Boltzmann em rede (lattice Boltzmann method, LBM) capaz de simular escoamento laminar bidimensional em regime permanente no interior de um canal. No escopo de uma linha de pesquisa em simulação LBM de biossistemas agroindustriais, trata-se de um esforço inicial quanto à simulação LBM da hidrodinâmica de biorreatores para tratamento de efluentes em geral. / Resulting from sugarcane juice distillation, vinasse is a by-product from ethanol industry. Despite its widespread use as fertirrigation at crops, direct deposition of vinasse into soils has raised environmental issues. Alternatively, it may undergo anaerobic treatment, which is very attractive in view of energy recovery as biogas while preserving vinasse quality as biofertilizer. Among anaerobic treatment systems, fixed-bed reactors come forward due to their operational stability. Their comprehensive modeling is prone to be complex so that the study of fluid flows prevailing inside is fundamental. Accordingly, the goal of this work was to numerically analyze and simulate the hydrodynamics within a particular upflow fixedbed reactor, namely anaerobic packed bed reactor. In general, results from simulations were compared with experimental counterparts as well as against results from well-known single-parameter models for non-ideal reactors. Existing data from hydrodynamic tests were then used, concerning operation at both start-up and shut-down and bioreactor stepwise feeding with tracer solution flow at 4,6 L/day and 2,3 L/day. Non-ideal reactor models comprised either low or high-dispersion together with continuous stirred-tank reactor model while COMSOL Multiphysics ® 4.3b CFD (computational fluid dynamics) software was employed for simulations. Retention time distribution (RTD) curves from simulations and from model calculations were compared to experimental ones. For operation at 2,3 L/day flow, no models proved to be suitable as far as shut-down operation is concerned, due to biomass accumulation inside the bioreactor. Remaining RTD curves suggested that reactor behavior resembles plug-flow type. Compared to non-ideal reactor models, CFD simulations proved to properly reproduce experimental data while being able to provide detailed and accurate information for process engineering towards effluent treatment. Furthermore, a numerical simulator was implemented as based on the lattice Boltzmann method (LBM) in order to deal with two-dimensional steady-state laminar flow inside a channel. As part of research work on LBM simulation of agroindustrial biosystems, aforesaid simulator contributed to LBM simulation of hydrodynamics within bioreactors for wastewater treatment in general.

Submitted by Verena Pereira (verenagoncalves@uefs.br) on 2018-07-13T21:59:51Z No. of bitstreams: 1 Uso de efluentes dom?sticos tratados na cultura do girassol (Helianthus annus L.).pdf: 2283233 bytes, checksum: 421fa4a09cacb2392028081a3186d138 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-13T21:59:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Uso de efluentes dom?sticos tratados na cultura do girassol (Helianthus annus L.).pdf: 2283233 bytes, checksum: 421fa4a09cacb2392028081a3186d138 (MD5) Previous issue date: 2018-03-15 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES / Agricultural reutilization is an important tool in water demand reduction required by irrigation. The lack of proper management on irrigation generates large environmental degradation, mainly to water resources, therefore it?s indispensable the reduction of these impacts. The use of domestic wastewater in agricultural crops may support the search for alternative water sources to supply the irrigation demand even as provide essential nutrients to the crops, and also reducing the impact of the chemical fertilizers application. This dissertation aims to evaluate the use of treated domestic wastewater on sunflower irrigation (Helianthus annuus L.) cultivate ?Garden Gnome?, using treatments by sand strainer (SS), organic filter (OF), septic tank (ST) and well water (WW) applied in different levels (50, 75, 100, and 125% of evapotranspiration of daily crop). The experiment was conducted with buckets of 20 L with one plant per bucket in experimental design of 4 by 4 with 5 parcels, adding up to 80 experimental units. Physicochemical analyses on the soil were realized after application, and in the wastewater, additionally, microbiologic analyses were realized during the experiment. With the plants were realized biometric analyses: stem diameter, plant height, leaves number and phytomasses: dry and fresh phytomass from the aerial part, from the pseudostem, and from the roots. It can be conclude that the use of different irrigation sources didn?t produced significant effect in biometric evaluation and of sunflower phytomass, being possible the use of all the studied sources, without losses to the plant development. The sand filtration provided considerable efficiency, being a simple and cheap solution to the domestic wastewater treatment / O re?so agr?cola ? uma importante ferramenta na redu??o da demanda h?drica requerida pela irriga??o. A falta de manejo adequado na irriga??o provoca grande degrada??o ambiental, principalmente aos recursos h?dricos, sendo assim, se torna imprescind?vel a redu??o desses impactos. A utiliza??o de efluentes dom?sticos em cultivos agr?colas pode favorecer a busca por fontes alternativas de ?gua para suprimento das demandas de irriga??o assim como fornecer nutrientes essenciais aos cultivos, reduzindo o impacto tamb?m na aplica??o de fertilizantes qu?micos. O trabalho teve como objetivo avaliar o uso de efluentes dom?sticos tratados na irriga??o do girassol (Helianthus annuus L.) cultivar An?o de Jardim, utilizando tratamentos por filtro de areia, filtro org?nico, fossa s?ptica, e ?gua de po?o em diferentes l?minas de irriga??o aplicadas (50, 75, 100 e 125% da evapotranspira??o da cultura di?ria). O experimento foi conduzido em baldes de 20 L com uma planta por balde em delineamento experimental 4x4 com 5 parcelas, totalizando 80 unidades experimentais. Foram realizadas an?lises f?sico-qu?micas no solo ap?s aplica??o e nos efluentes adicionalmente, foram realizadas an?lises microbiol?gicas durante o experimento. Nas plantas foram realizadasan?lises biom?tricas: di?metro do caule, altura da planta e n?mero de folhas e de fitomassas: fitomassas fresca e seca da parte a?rea, do cap?tulo e da raiz. Pode-se concluir que a utiliza??o de diferentes fontes de irriga??o n?o produziu efeito significativo nas avalia??es biom?tricas e de fitomassa do girassol, sendo poss?vel a utiliza??o de todas as fontes estudadas sem preju?zo ao desenvolvimento da planta. A filtra??o de areia proporcionou efici?ncia consider?vel, sendo uma solu??o simples e barata para o tratamento de efluentes dom?sticos

Submitted by Andrea Pereira (andrea.pereira@unipampa.edu.br) on 2017-03-13T17:19:12Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) dissertacao_artur_mestrado_engenharia.pdf: 3325844 bytes, checksum: b863f8afcb5e72944fca004924293530 (MD5) / Approved for entry into archive by Andrea Pereira (andrea.pereira@unipampa.edu.br) on 2017-03-13T17:20:18Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) dissertacao_artur_mestrado_engenharia.pdf: 3325844 bytes, checksum: b863f8afcb5e72944fca004924293530 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-13T17:20:18Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) dissertacao_artur_mestrado_engenharia.pdf: 3325844 bytes, checksum: b863f8afcb5e72944fca004924293530 (MD5) Previous issue date: 2015-12-03 / O descarte de efluentes industriais e residenciais em corpos hídricos ganha cada vez mais atenção da fiscalização dos órgãos ambientais. Assim, é crescente a contribuição de grupos de pesquisas científicas em desenvolver novas tecnologias que contribuam para que esses descartes sejam menos prejudiciais à natureza. A indústria têxtil contribui com uma grande geração de poluentes que quando não são devidamente tratados se tornam agravante problema ambiental. Uma das matérias primas da indústria têxtil é a lã de ovinos. Devido às condições como são criadas as ovelhas, para o processamento industrial dessa lã é indispensável a retirada da maior parte possível de impurezas por meio da lavagem, para então ser transformada em fio pelo processo de cardar e por fim ser fiada e tingida. A alta temperatura e pH que são utilizados na lavagem contribuem significativamente para a geração dos lodos como efluente e a alta quantidade de água utilizada faz com que este efluente fique bastante úmido. O método mais comum de tratamento desse tipo de efluente se dá por meio da decantação ou sedimentação através de tratamento biológico via sistema de lodos ativados. Apesar de apresentar uma boa eficiência, esse método não é suficiente para remoção de compostos orgânicos dissolvidos, além de produzir grande volume de lodo. Algumas opções como a secagem ou hidrociclonagem, contribuem para o espessamento dos lodos gerados durante o tratamento do efluente. Os parâmetros geométricos dos hidrociclones dependem da família a qual ele pertence, as configurações da família Rietema e Bradley são os que aparecem com mais frequência nos trabalhos da literatura quando se trata de equipamentos com boa eficiência para separação de sólido-líquido. O Rio Grande do Sul, dentre os estados brasileiros, se destaca tanto na produção têxtil como no cenário da pecuária, em especial na produção de lãs de ovinos, por isso o objetivo desse trabalho foi projetar, analisar e simular a fluidodinâmica de hidrociclones do tipo Rietema e Bradley para o espessamento do lodo produzido por uma indústria têxtil da cidade de Bagé – RS. Primeiro, foi realizado a caracterização física do lodo do efluente através da obtenção da temperatura, da massa específica da fase fluida e da parte sólida, da sua viscosidade, da sua concentração de sólidos, e da sua distribuição do tamanho médio de partículas. Também foi feita a caracterização química através das medidas do pH, da DQO, da quantidade de matéria orgânica e condutividade elétrica. Com base nesses resultados e nas equações que relacionam a eficiência com diâmetro de corte e com o diâmetro da secção cilíndrica do hidrociclone, foi possível projetar e analisar o comportamento das eficiências dos hidrociclones de configuração Rietema e Bradley. Também foi verificado com base nas relações de Euler e Reynold qual dos hidrociclones tem menor gasto energético para uma mesma faixa de eficiência. Por fim, foi realizada a análise numérica por meio de simulação computacional, por CFD utilizando o programa ANSYS para descrever os perfis de velocidade, pressão e o comportamento da fase líquida e sólida no interior dos hidrociclones. Os resultados da caracterização física demostraram que o lodo possui massa específica de 1000,05 kg/m3 e o sólido contido no lodo possui uma massa específica de 1002,64 kg/m3 e diâmetro de partícula de 586 e uma concentração volumétrica de sólidos de 4,2 %. Na sensibilidade paramétrica, os hidrociclones de configuração Rietema e Bradley se comportaram de maneira bastante semelhante. Os resultados das simulações auxiliaram no conhecimento e na interpretação gráfica de como ocorre o movimento do fluido e a separação das fases no interior do hidrociclone. Na visualização dos perfis de velocidade tangencial, foi observado que esta é maior na região central do hidrociclone, onde retornará por movimento helicoidal ascendente, à fase menos densa. As correntes de pressão mostraram que essa variável é maior próxima nas paredes do hidrociclone, o que provoca a separação das fases. Para análise da eficiência foi utilizado o modelo Lagrangeano com curva de dispersões de sólido em água com mediana de distribuição de 586 . Ambos hidrociclones projetados apresentaram uma eficiência de separação de 74 %. / The disposal of industrial and residential wastewater into water bodies has gained increasing attention of surveillance of environmental agencies. So it is increasing the contribution of scientific research groups to develop new technologies to help ensure that these discharges are less harmful to nature. The textile industry contributes a great generation of pollutants that are not properly treated when they become aggravating environmental problem. One of the raw materials of the textile industry is the sheep wool. Due to the sheep conditions are created for the industrial processing of such wool is essential that the largest possible removal of impurities by washing, then to be transformed into yarn by carding process and finally be spun and dyed. The high temperature and pH which are used in the wash contribute significantly to the generation of effluent and sludge as high amount of water used makes this effluent becomes moist enough. The most common method of treatment of this effluent is through decantation or sedimentation through biological treatment through activated sludge system. Despite presenting a good efficiency, this method is not sufficient for removing dissolved organic compounds, besides being very susceptible to the effluent composition and produce large amounts of sludge. Some options like, drying or hydrocycloning, contribute to the thickening of sludges generated during treatment of the effluent. The geometric parameters of hydrocyclones depend on the family to which it belongs, Rietema and Bradley Family settings are appearing more frequently in the work of literature when it comes to equipment with good efficiency for solid-liquid separation. The Rio Grande do Sul, among the Brazilian states, it is so prominent in the textile production and in livestock scenario, especially in wool production of sheep, so the aim of this study was to design, analyze and simulate the fluid dynamics of hydrocyclones type Rietema and Bradley for sludge thickening produced by a textile city of Bage - RS. First the physical characterization was carried effluent sludge by raising the temperature, the density of the fluid phase and the solid part of its viscosity, its solids concentration and its distribution of the average particle size. Also the chemical characterization was done by raising the pH, COD, the amount of organic matter and conductivity. Based on these results and the equations that relate efficiency with cutting diameter and the diameter of the cylindrical section of the hydrocyclone, it was possible to design and analyze the behavior of the efficiencies of Rietema and Bradley configuration hydrocyclones. It also found based on the relationship of Euler and Reynold which the hydrocyclones has lower energy expenditure for the same range of efficiency. Finally, a numerical analysis was carried out through computer simulation by CFD ANSYS software to describe the velocity profile, pressure and performance of liquid and solid phase within the hydrocyclones. The results of the physical characterization showed that the sludge has a specific weight of 1000.05 kg / m3 and the solid contained in the sludge has a specific weight of 1002.64 kg / m3 and a particle diameter of 586 m and a volume concentration of 4 ,2 %. In parametric sensitivity, the configuration hydrocyclones Rietema and Bradley behaved in much the same way. The simulation results helped in knowledge and graphic interpretation of how occurs the fluid motion and phase separation inside the hydrocyclone. In view of the tangential velocity profiles, it was observed that this is higher in the central region of the hydrocyclone, which returns ascending helical movement, the less dense phase. The pressure currents shown that this variable is greater near the walls of the hydrocyclone, which causes phase separation. To analyze the efficiency we used the Lagrangian model with solid dispersions curve in water with a median of distribution of 586 micrometers. Both hydrocyclones designed showed a 74% separation efficiency.

Submitted by Silvana Teresinha Dornelles Studzinski (sstudzinski) on 2015-11-23T16:49:24Z No. of bitstreams: 1 Michele Goulart da Silva_.pdf: 4100111 bytes, checksum: f0fdff2761f7970854067ffa82d8b6ad (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-23T16:49:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Michele Goulart da Silva_.pdf: 4100111 bytes, checksum: f0fdff2761f7970854067ffa82d8b6ad (MD5) Previous issue date: 2015-07-20 / UNISINOS - Universidade do Vale do Rio dos Sinos / A solução aquosa de formaldeído metanal, mais conhecida como formol ou formalina, é utilizada por diversos setores da indústria. Em hospitais, laboratórios e universidades, essa substância apresenta grande aplicação na preservação e fixação de tecidos, amostras e peças anatômicas. Apresentam-se em concentrações que variam entre 8 e 10%. Nessas atividades, alterações nas soluções podem ocorrer como a evaporação do solvente, diluição e turvamento, alterando algumas propriedades, podendo ser necessário substituir e/ou repor as soluções para ajuste de concentração. Estas práticas levam a geração de efluentes, onde em muitos casos o descarte é realizado transferindo o poluente para que empresas terceirizadas façam o tratamento e/ou descarte correto no meio ambiente. A falta de legislação específica aplicável é um dos fatores que dificulta o processo de tratamento deste efluente. Além disso, o formaldeído, mesmo não sendo um resíduo gerado em grande escala, considerando-se a sua massa, é um efluente altamente impactante ao meio ambiente devido à sua toxicidade e persistência. Neste trabalho, o efluente contendo formaldeído gerado pelos laboratórios da UNISINOS foi caracterizado quanto a sua concentração, pH, DQO, DBO, sólidos suspensos totais, sólidos suspensos voláteis, cor aparente, cor verdadeira e turbidez. Uma avaliação preliminar com efluente sintético foi realizada onde se constatou que: 1) o pH alto favorece a reação de oxidação com H2O2, 2) quanto maior a concentração do poluente menor é o desempenho do oxidante, 3) o uso de solução tampão melhora significativamente a oxidação de formaldeído e 4) o uso de ozônio em pH médio não promoveu a oxidação do efluente. Com o efluente bruto e solução tampão o desempenho não se repetiu quando oxidada com H2O2. Assim, foram avaliados os oxidantes H2O2, O3 e H2O2 combinado com O3, no tratamento de efluentes contaminados com formaldeído com concentração inicial na faixa de 2.000 a 2.500 mg/L. Os ensaios foram monitorados a partir da concentração de formaldeído, pH e DQO. Utilizando uma relação de formaldeído/H2O2 de 1:0,8 (m/m) e um gerador de ozônio com capacidade entre 9,2 a 10,3 g/h, após 72 horas de tratamento combinado destes dois oxidantes, este processo foi capaz de remover entre 70 e 95% de formaldeído, representando, em média, 82% de degradação do poluente. Avaliando os novos padrões de emissão, depois do tratamento de melhor desempenho quanto a redução da concentração de formaldeído, o efluente ainda não atende a Resolução CONAMA 430/2011 que dispõe sobre a emissão de efluentes em corpos de água receptores, mas traz a concentração de formaldeído para um valor próximo a 400 mg/L. / The aqueous solution of formaldehyde, known as formaldehyde, is used by various sectors of industry. In hospitals, laboratories and universities, this substance has wide application in the preservation and fixation of tissues and parts of anatomy samples in concentrations ranging between 8 and 10%. In these activities, changes may occur in these solutions as evaporation of the solvent, dilution and clouding by changing some properties, may need to be replaced and / or replace the solutions for concentration adjustment. These practices lead to generation of wastewater, where in many cases the disposal is done by transferring the pollutant so that contractors do the treatment and / or proper disposal on the environment. The lack of specific legislation is one of the factors that difficult the process of treatment of this effluent. furthermore, formaldehyde, although isn’t a generated waste during large-scale, considering its mass, is a highly impacting effluent to the environment because of their toxicity and persistence. In this work, the effluent containing formaldehyde generated by UNISINOS laboratories was characterized as its concentration, pH, COD, BOD, total suspended solids, volatile suspended solids, apparent color, true color and turbidity. A preliminary evaluation with synthetic wastewater was performed which demonstrated that: 1) the hight pH favors the oxidation reaction with H2O2, 2) as higher the concentration of the pollutant the oxidant performance is lower, 3) the use of buffer solution improves significantly the reduction of formaldehyde and 4) the use of ozone in medium pH haven’t promoted the degradation of the effluent. With the raw wastewater, the buffer solution haven't had the same performance when oxidized with H2O2. Thus, have been evaluated the oxidants as H2O2, O3 and H2O2 combined with O3, in the degradation of effluents contaminated by formaldehyde with an initial concentration range of 2000 - 2500 mg/L. The assays have been monitored from the formaldehyde concentration, pH and COD. Using a formaldehyde / H2O2 ration by 1: 0.8 (w / w) and an ozone generator capacity of 9.2 to 10.3 g/hr after 72 hours of combined treatment of these two oxidizers, this method has able to remove between 70 and 95% formaldehyde, representing an average of 82% pollutant degradation. Evaluating the new emission standards, after treatment with the best performance as the reduction of formaldehyde concentration, the effluent didn’t meet the CONAMA Resolution 430/2011 that provides about the issuance of effluent into receiving bodies of water, but it brings the concentration of formaldehyde to a value close to 400 mg/L.

O petróleo é a principal fonte de energia no mundo, mas alguns de seus derivados podem ser prejudiciais à natureza e à saúde. O BTEX, um derivado do petróleo, é usado em combustíveis, sendo estes a maior causa de contaminação ambiental, pois no transporte ou armazenamento destes ocorrem vazamentos que poluem solo e fontes de água. Como alternativas para diminuir a concentração do BTEX no combustível surgiram os aditivos oxigenados, os quais melhoram a qualidade do combustível e reduzem as emissões de monóxido de carbono. Os aditivos mais comuns são o MTBE e o etanol. No entanto, o MTBE é oncogênico e por isso, alguns países o substituem pelo etanol. Porém, o etanol aumenta a solubilidade do BTEX na água, a migração deste no solo, e diminui sua degradação natural. A degradação destes compostos é possível pela ação de microrganismos nativos. Em vista disto, no presente trabalho, bactérias foram isoladas de uma planta de tratamento de águas residuais da indústria petroquímica, com o objetivo de encontrar bactérias tolerantes com capacidade de degradação do BTEX. Os 30 isolados obtidos foram identificados como pertencentes aos gêneros Bacillus, Enterococcus, Staphylococcus, Streptococcus, Pseudomona, Lysinobacterium, Neisseria, Corynobacterium e Leucobacter. Quinze isolados foram tolerantes ao B, T, E, X, e destes, os isolados 16 e 25 pertencentes ao gênero Bacillus, foram testados para a degradação de BTEX, BTEX/MTBE, BTEX/Etanol. A maior porcentagem de degradação foi detectada no tratamento com BTEX seguido por BTEX/MTBE e BTEX/Etanol. O isolado 25 mostrou maior capacidade de degradação dos compostos. / Oil is the main source of energy in the world; nevertheless, some of its derivatives could be harmful to the environment and health. BTEX is a petroleum derivative. It is used in fuels; this one is the main cause of environmental pollution, because during the transport or storage of them there are leaks that pollute the soil and water sources. In order to reduce BTEX concentration in fuel, oxygenated additives emerged; these improve the quality of the fuel and reduce carbon monoxide emissions. The most common additives are MTBE and ethanol. Due to fact that MTBE is oncogenic, some countries replace it with ethanol. Ethanol increases the solubility of BTEX in water, its migration in the ground and decreases its natural degradation. The degradation of harmful compounds by action of native microorganisms has proven to be effective. With this purpose, in the current research, bacteria were isolated from a wastewater treatment plant of petrochemical industry, in order to find tolerant bacteria and with ability to degrade BTEX. The 30 isolates obtained were identified as belonging to the genus Bacillus, Enterococcus, Staphylococcus, Streptococcus, Pseudomonas, Lysinobacterium, Neisseria, Corynobacterium, and Leucobacter. Fifteen isolates were tolerant to B, T, E, X, and out them, isolates 16 and 25 belong to genus Bacillus were tested for degradation of BTEX BTEX / MTBE, BTEX / Ethanol. The highest percentage of degradation was found in the assay with BTEX followed by BTEX / MTBE and BTEX / Ethanol. Isolate 25 showed the highest capacity of degradation.

A separação de microrganismos fotossintetizantes no tratamento de efluentes possui dois aspectos fundamentais. O primeiro refere-se à qualidade do efluente tratado e seu impacto sobre os recursos hídricos e, o segundo, refere-se ao potencial deste material como fonte de energia renovável. Diversos trabalhos tem demostrado elevada eficiência na separação de algas no tratamento de efluentes. Entretanto, quando considerado o cultivo de microalgas para utilização da biomassa como matéria prima, para produção de biocombustível por exemplo, mais estudos científicos são necessários. Entre as operações de separação sólido-líquido, normalmente empregadas no tratamento de efluentes, a flotação por ar dissolvido tem se mostrado uma tecnologia vantajosa, pois, além de ser capaz de separar partículas com diâmetro reduzido e baixa velocidade de sedimentação, também permite a obtenção de um material flotado com maior percentual de sólidos, desejável para redução dos custos de processamento da biomassa algal. O objetivo deste trabalho foi avaliar a separação de microalgas cultivadas em uma lagoa de tratamento de esgoto de alta taxa através do processo de coagulação-floculação e flotação por ar dissolvido. Como contribuição aos estudos de separação por FAD, foi avaliado a estabilidade do material flotado submetido a uma agitação mecânica, utilizando a técnica de captura e análise de imagens digitais, segundo um parâmetro chamado porcentagem de área (αa) Este parâmetro é definido como o percentual de pixels pretos em relação ao total de pixels da imagem, e demonstra a instabilidade do material flotado. Os coagulantes cloreto férrico e Tanfloc SG (Tanac®) e os floculantes sintéticos do tipo poliacrilamidas (SNF Floerger®) catiônico (FO4550SH), aniônico (FA920SH) e não iônico (FA920SH) foram investigados em diferentes dosagens e combinações. O presente estudo mostrou que a separação de algas através deste sistema é viável tecnicamente, sendo que os melhores resultados apresentaram uma remoção de turbidez de 92% para a combinação de cloreto férrico (20mg/L) + FO4550SH (2mg/L) e 97% para Tanfloc SG (20mg/L) + AN956SH (1mg/L). Em relação à estabilidade do material flotado, as amostras que continham apenas coagulantes apresentaram valores de αa entre 4,26 e 5,49, indicando uma baixa estabilidade do material flotado. Enquanto as combinações de cloreto férrico (20mg/L) + FO4550SH(0.5mg/L) e Tanfloc SG (20mg/L) +FO4550SH (1 e 2mg/L) foram as que produziram um material flotado com maior estabilidade, apresentando αa=0,35 e αa=0,40, respectivamente, demonstrando que o uso dos polímeros proporciona uma maior estabilidade do material flotado, quando este está sujeito a turbulências. / Separation of photosynthetic microorganisms in the effluent treatment has two fundamental aspects. The first refers to the quality of the treated effluent and its impact on water resources, and the second refers to the potential of this material as a source of renewable energy. Several studies show high efficiency in the separation of algae in effluent treatment. However, more scientific studies are required considering the cultivation of microalgae for the use of them as a raw material for biomass, like biofuel for instance. Among solid-liquid separation operations normally employed in effluents treatment, dissolved air flotation has been shown to be an advantageous technology in order to separate algae, because allows not only the separation of particles with reduced diameter and low sedimentation velocity, but also produces a floating material with higher percentage of solids, which is desirable for reducing the processing costs of the algal biomass. The aim of this work was to evaluate the separation of microalgae originated on a high rate pond through the coagulation, flocculation and dissolved air flotation (DAF) processes. As a contribution to the DAF separation studies, the stability of the floating material was evaluated against mechanical agitation, using the technique of digital image analysis, according to a parameter called area percentage (αa) This parameter is defined as the percentage of pixels in relation to the total pixels of the image, and demonstrates the instability of the floating material. The ferric chloride and Tanfloc SG (Tanac®) coagulants and the synthetic flocculants polyacrylamide types (SNF Floerger®) cationic (FO4550SH), anionic (FA920SH) and nonionic (FA920SH) were investigated in different concentrations and combinations. The present study showed that algae separation through this system is technically feasible. The best results showed a turbidity removal of 92% for the combination of ferric chloride (20mg/L) + FO4550SH (2mg/L) and 97% for Tanfloc SG (20mg/ L) + AN956SH (1mg/L). In relation to the stability of the floated material, the samples containing only coagulants presented values of αa between 4.26 and 5.49, indicating a low stability of the floated material. While the ferric chloride (20mg / L) + FO4550SH (0.5mg / L) and Tanfloc SG (20mg / L) + FO4550SH (1 and 2mg / L) combinations were the ones that produced a floated material with greater stability, 0.35 and α = 0.40, respectively, demonstrating that the use of the polymers provides greater stability of the floated material when it is subjected to turbulence.

Este trabalho teve como objetivos principais a caracterização da mina de turfa de Eugênio de Melo, localizada no Estado de São Paulo, região do Vale do Rio Paraíba do Sul, bem como uma amostra representativa do seu minério. Esta amostra foi testada sob duas condições – in natura e tratada com ácido clorídrico – como adsorvente de metais pesados visando a aplicação do minério em processos de tratamento de efluentes líquidos. Adotaram-se como estudos de caso lixívias obtidas a partir de resíduos da mineração de sulfetos de chumbo e metais associados existentes na região do alto curso do Rio Ribeira de Iguape, geradas em laboratório. Tais depósitos encontram-se sob a forma de extensos corpos às margens de importantes drenagens, circunscritas à região de Adrianópolis (PR). A possibilidade de liberação dos metais pesados presentes nestes depósitos para o ambiente foi avaliada através de estudos granulométricos, mineralógicos e químicos de uma coluna amostrada num destes depósitos. Os teores dos metais presentes nas lixívias enquadraram-nas como não passíveis de descarte para o ambiente sem tratamento prévio, segundo a legislação estadual e federal que regem o assunto. Os resíduos da mineração aqui estudados, compreendendo rejeitos das plantas de concentração mineral e escórias de uma unidade de metalurgia, foram caracterizados como Classe I (perigosos) de acordo com metodologia adotada pela Associação Brasileira de Normas Técnicas. A capacidade adsortiva da turfa para 5 dos metais presentes nas lixívias foi avaliada através de experimentos de equilíbrio, conduzidos em batelada, em sistemas de componente único. Os dados obtidos apresentaram ajuste ao modelo cinético de Langmuir. A afinidade química da turfa revelou-se mais forte para chumbo, cobre e cádmio, e mais reduzida para zinco e manganês. Cálcio e magnésio, provenientes dos metadolomitos hospedeiros das mineralizações sulfetadas, apresentam-se em grande quantidade nas lixívias e foram caracterizados como elementos interferentes no processo adsortivo, que se mostrou, também, influenciado pelo pH e temperatura de realização dos ensaios. As lixívias foram submetidas a 5 ciclos sucessivos de contato com a turfa para se avaliar a eficiência do processo adsortivo em enquadrá-las à legislação ambiental de descarte. Nesta simulação de tratamento de efluentes por bateladas, em situação de adsorção competitiva, a turfa revelou-se um bom adsorvedor para chumbo e cobre. Seu modesto desempenho relativamente a cádmio, zinco e manganês posiciona-a como insumo adequado a processos de descontaminação de efluentes líquidos preferencialmente após etapa de tratamento primário. / This work has as main objectives the characterization of the Eugênio de Melo peat mine, located in the Paraíba do Sul River Valley, State of São Paulo, as well as a representative sample of its ore. This sample was tested as an absorbent material in two conditions – both in natura and treated with hydrochloric acid – in order to assess its use in liquid effluent treatment process. It were adopted as case studies lab generated leaches obtained from mining residues of lead and associated metals sulfides present at the upper course of the Ribeira do Iguape River region, accumulated as huge deposits close to important drainages, near the Adrianópolis (PR) region. The possibility of the heavy metals’ environmental release from those deposits was assessed through grain size distribution, mineralogical and chemical approaches. These studies were led in a vertical profile surveyed in a specified deposit. The leaches’ heavy metal contents surpass the limits set by both state and federal environmental permits, so they are not allowed for discharge to the environment without prior treatment. The mining residues studied here – mining wastes and metallurgical slags – were characterized as Type I (perilous material) according to Brazilian Guidelines for Residues Classification set by Brazilian Association for Technical Standards. The peat’s adsorptive capacity was assessed for 5 of the heavy metals present in the leaches by means of batch equilibrium essays conducted in single component systems. The data of these experiments fitted to Langmuir’s kinetic model. The chemical affinity of the peat was stronger for lead, copper and cadmium, and weaker for zinc and manganese. Calcium and magnesium derived from metadolomites that hosts sulfide mineralization are in great amount in the leaches. They were identified as interferential constituents to the adsorptive process, which are also affected by the pH and temperature of the assays. The leaches were undergone to 5 cycles of contact with peat in order to assess if the adsorptive process fit them to the legal discharge environmental standards. In this simulation of batch effluent treatment by means of competitive adsorption, the peat revealed itself as a good adsorbent for both lead and copper. The weak adsorptive performance for cadmium, zinc and manganese ranked peat only as a qualified supplies to remediation process entailing liquid effluents, preferably after primary treatment process.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / O principal objetivo da tese está relacionado ao tratamento de águas oleosas através da eletrofloculação utilizando corrente alternada de frequência variável, o qual procurou explorar as potencialidades desta técnica. Com a crescente demanda por petróleo e seus derivados, é cada vez maior a produção dessas águas residuárias que, antes de serem descartadas, precisam ser submetidas a tratamento que satisfaçam aos requisitos legais. O trabalho apresentado descreve o levantamento bibliográfico e os resultados dos ensaios realizados, empregando o tratamento de eletrofloculação com a finalidade de remover as substâncias consideradas poluentes presentes nestes efluentes. O processo de eletrofloculação foi testado tanto para o tratamento em corrente continua quanto em corrente alternada de frequência variável em efluentes sintéticos e reais de alta salinidade, contendo teores elevados de óleos e graxas, turbidez e cor. Eficiências de redução de 99% para óleos e graxas, cor e turbidez foram obtidos utilizando eletrodos de alumínio. O processo de eletrofloculação demonstrou-se bastante vantajoso em função da alta condutividade que permite o tratamento com menor consumo energético. A tecnologia de eletrofloculação com corrente alternada quando comparada com a tecnologia de corrente contínua se mostrou muito eficiente em relação a economia no desgaste de massa de eletrodos, o que, dependendo do tempo de aplicação da corrente elétrica nas mesmas condições de estudo, houve redução de mais da metade do consumo. / The main aim of the present work was to study the treatment of oil wastewaters using electroflocculation with AC and variable frequency and to explore the potentiality of the process. With the increasing demand for oil and its derivatives the production of oil wastewaters also increases. Before its final disposal, these undesirable wastewaters must undergo treatment to adjust its quality to legal requirements. The present work presents an extensive literature survey and the experimental results obtained can be deemed as excelent, as reduction efficiencies of about 99% of the main quality parameters, namely, oils and greases, turbidity and colour, were obtained. The process was carried out using both direct and variable frequency alternate currents in high salinity samples of both real and synthetic wastewater. containing high levels of oil and grease, turbidity and color. Reduction efficiencies of 99% for oils and greases, color and turbidity were obtained using aluminum electrodes. The process electroflocculation seem to be quite advantageous due to the the fact that high conductivity values result in considerably low energy consumption. Electroflocculation processes using AC , as compared with similar processes, proved to very efficient, mainly because of its potential economy in mass of electrodes, which, depending on the time of application of electric current in the same conditions of study, a reduction of more half the consumption was obtained.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:41:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JessicaHBR_DISSERT.pdf: 2230211 bytes, checksum: 195b09308391e65d611133f2836eb66d (MD5) Previous issue date: 2011-01-27 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / In this work, the treatment of synthetic wastewaters containing Remazol Red BR (RRB) and Novacron Blue C-D (NB) by anodic oxidation using boron doped diamond anodes (BDD) and Novacron Yellow (YN) using BDD and Platinum (Pt) anodes was investigated. Galvanostatic electrolyses of RRB and NB synthetic wastewaters have led to the complete decolorization removal at different operating conditions (current density, pH and temperature). The influence of these parameters was investigated in order to find the best conditions for dyestuff colour removal. According to the experimental results obtained, the electrochemical oxidation process is suitable for decolorizing wastewaters containing these textile dyes, due to the electrocatalytic properties of BDD and Pt anode. Energy requirements for removing colour during galvanostatic electrolyses of RRB, NB and YN synthetic solutions depends mainly on the operating conditions; for example for RRB, it passes from 3.30 kWh m-3 at 20 mA cm-2 to 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) (data estimated per volume of treated effluent). In order to verify the Brazilian law regulations of NB and RRB synthetic solutions after electrochemical decolourisation treatment, Hazen Units values were determined and the total colour removal was achieved; remaining into the regulations. Finally, electrical energy cost for removing colour was estimated / Neste trabalho, o tratamento de efluentes sint?ticos, contendo Vermelho de Remazol BR (RRB) e Azul de Novacron CD (NB) por oxida??o an?dica com ?nodos de Diamante Dopado com Boro (BDD) e Amarelo de Novacron (YN) com ?nodo de Platina (Pt) e DDB foram investigados. A eletr?lise galvanost?tica dos efluentes sint?ticos RRB, NB e YN t?m levado ? remo??o completa da cor em diferentes condi??es operacionais (densidade de corrente, pH e temperatura). A influ?ncia destes par?metros foi investigada a fim de encontrar as melhores condi??es para a remo??o da cor do corante. De acordo com os resultados experimentais obtidos, o processo de oxida??o eletroqu?mica ? adequado para descolora??o de ?guas residuais contendo esses corantes t?xteis, devido ?s propriedades eletrocatal?ticas dos ?nodos DDB e Pt. Exig?ncias de energia para a remo??o de cor durante eletr?lises galvanost?ticas 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). A fim de verificar a regulamenta??o da lei brasileira dos efluentes sint?ticos ap?s descolora??o pelo tratamento eletroqu?mico, determinou-se os valores de Unidades Hazen e a remo??o total da cor foi alcan?ada, permanecendo na regulamenta??o. Finalmente, o custo de energia el?trica para remo??o da cor foi estimado