Orientador: Lúcia Helena Sipaúba Tavares / Banca: Antônio Fernando Monteiro Camargo / Banca: Sidinei Magela Thomaz / Resumo: A aquicultura tem se intensificado nos últimos anos, produzindo efluentes que podem gerar eutrofização nos corpos d'água receptores, além de introdução de espécies exóticas e disseminação de doenças no ambiente, por serem enriquecidos com compostos como nitrogênio e fósforo. Como forma alternativa para tratamento de efluentes são propostos os ―wetlands‖ construídos, baseados em ―wetlands‖ naturais, ecossistemas que ficam parcial ou totalmente inundados durante o ano, conhecidos como várzeas de rios, igapós, pântanos, entre outros. As pesquisas com ―wetlands‖ construídos no efluente do sistema de aquicultura do Centro de Aquicultura da UNESP (CAUNESP) de Jaboticabal-SP vêm sendo realizadas desde 1992. Nesta dissertação foi avaliada a dinâmica e capacidade de remoção de compostos orgânicos e inorgânicos através do ―wetland‖ construído com macrófitas aquáticas, enraizadas e flutuantes, no efluente final do CAUNESP, que recebe também resíduos do processamento de fezes animais em biodigestores e elevado fluxo de água de chuva. A dissertação foi dividida em dois capítulos; o primeiro refere-se aos dados obtidos em 2008, sobre a caracterização das entradas de água no sistema, assim como a eficiência de remoção de nutrientes e coliformes termotolerantes em período de seca e chuva. O segundo capítulo apresenta os dados obtidos entre 2009 e 2010, após o wetland passar por uma reestruturação, onde foi avaliada a eficiência de remoção e a atuação das macrófitas e sedimento nesse processo / Abstract: The intensification of aquaculture during the last few years has produced effluents that may cause eutrophication in water bodies, the introduction of exotic species and the dissemination of diseases in the environment. This is due to the fact that water bodies are enriched with compounds such as nitrogen and phosphorus. Constructed wetlands, based on natural ones, have been suggested as an alternative for the treatment of these effluents. In fact, wetlands are natural ecosystems that are totally or partially flooded during the year and are knowns as floodplains of rivers and swamps. Research with constructed wetland in the final effluent of the Aquaculture Center of UNESP (CAUNESP) in Jaboticabal, SP, Brazil has been held since 1992. This dissertation evaluated the dynamics and capacity of the removal organic and inorganic substances through a constructed wetland with macrophytes, rooted and floating in the effluent of CAUNESP, which also receives waste from the processing of animal faeces in biodigesters and high flow of rainwater. This dissertation was divided into two chapters, the first of which refers to data obtained in 2008, on identifying the characteristics of each inlet in the system as well as the removal efficiency of nutrients and fecal coliform in the dry and wet climatic periods. The second chapter presents the data obtained between 2009 and 2010, after going through a restructuring wetland, which was evaluated the removal efficiency of this period as well as the role of macrophytes and sediment in the process / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:24Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-07-08Bitstream added on 2014-06-13T18:06:45Z : No. of bitstreams: 1 lima_ft_me_jabo.pdf: 1262629 bytes, checksum: f8b98467b40e9b77b2fd2b2c3ea9a469 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A aquicultura tem se intensificado nos últimos anos, produzindo efluentes que podem gerar eutrofização nos corpos d’água receptores, além de introdução de espécies exóticas e disseminação de doenças no ambiente, por serem enriquecidos com compostos como nitrogênio e fósforo. Como forma alternativa para tratamento de efluentes são propostos os ―wetlands‖ construídos, baseados em ―wetlands‖ naturais, ecossistemas que ficam parcial ou totalmente inundados durante o ano, conhecidos como várzeas de rios, igapós, pântanos, entre outros. As pesquisas com ―wetlands‖ construídos no efluente do sistema de aquicultura do Centro de Aquicultura da UNESP (CAUNESP) de Jaboticabal-SP vêm sendo realizadas desde 1992. Nesta dissertação foi avaliada a dinâmica e capacidade de remoção de compostos orgânicos e inorgânicos através do ―wetland‖ construído com macrófitas aquáticas, enraizadas e flutuantes, no efluente final do CAUNESP, que recebe também resíduos do processamento de fezes animais em biodigestores e elevado fluxo de água de chuva. A dissertação foi dividida em dois capítulos; o primeiro refere-se aos dados obtidos em 2008, sobre a caracterização das entradas de água no sistema, assim como a eficiência de remoção de nutrientes e coliformes termotolerantes em período de seca e chuva. O segundo capítulo apresenta os dados obtidos entre 2009 e 2010, após o wetland passar por uma reestruturação, onde foi avaliada a eficiência de remoção e a atuação das macrófitas e sedimento nesse processo / The intensification of aquaculture during the last few years has produced effluents that may cause eutrophication in water bodies, the introduction of exotic species and the dissemination of diseases in the environment. This is due to the fact that water bodies are enriched with compounds such as nitrogen and phosphorus. Constructed wetlands, based on natural ones, have been suggested as an alternative for the treatment of these effluents. In fact, wetlands are natural ecosystems that are totally or partially flooded during the year and are knowns as floodplains of rivers and swamps. Research with constructed wetland in the final effluent of the Aquaculture Center of UNESP (CAUNESP) in Jaboticabal, SP, Brazil has been held since 1992. This dissertation evaluated the dynamics and capacity of the removal organic and inorganic substances through a constructed wetland with macrophytes, rooted and floating in the effluent of CAUNESP, which also receives waste from the processing of animal faeces in biodigesters and high flow of rainwater. This dissertation was divided into two chapters, the first of which refers to data obtained in 2008, on identifying the characteristics of each inlet in the system as well as the removal efficiency of nutrients and fecal coliform in the dry and wet climatic periods. The second chapter presents the data obtained between 2009 and 2010, after going through a restructuring wetland, which was evaluated the removal efficiency of this period as well as the role of macrophytes and sediment in the process

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:01:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GeraldoMRF_TESE.pdf: 3870711 bytes, checksum: 6a5339896637d234e88f58bd692fe8cf (MD5) Previous issue date: 2012-09-28 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / This study aimed to evaluate the potential use of smectite clays for color removal of textile effluents. The experiments were performed by testing exploratory/planning method factorial and fractional factorial where the factors and levels are predetermined. The smectite clays were used originating from gypsum hub of the region Araripe-PE, and the dye used was Reactive Yellow BF-4G 200%. The smectite clay was collected and transported to the Laboratory of Soil Physics of UFRPE, where it held its preparation through air drying, lump breaking and classification in sieve to then submit it to the adsorption process. Upon completion of 22 complete factorial design it was concluded that the values of (96, 96,5 and 95,8%) corresponding to the percentage of of removal for "in-kind", chemically and thermally activated, respectively and adsorbed amounts of (4,80, 4,61 and 4,74 mg/g) for three clays. Showed that the activation processes used did not increase the adsorption capacity of smectite clay. The kinetic data were best fitted to the Freundlich isotherm, with an exponential distribution of active sites and that shows above the Langmuir equation for adsorption of cations and anions by clays. The kinetic model that best adapted to the results was the pseudosecond order model. In the factorial design study 24-1, at concentrations up to 500 mg/L obtains high percentage of color removal (92,37, 90,92 and 93,40%) and adsorbed amount (230,94, 227,31 and 233,50 mg/g) for three clays. The kinetic data fitted well to Langmuir and Freundlich isotherms. The kinetic model that best adapted to the results was the pseudosecond order model / Este trabalho teve como objetivo avaliar o potencial de utiliza??o das argilas esmectitas, para remo??o de cor de efluentes t?xteis. Os experimentos foram realizados atrav?s de ensaios explorat?rios/m?todo de planejamento fatorial e fatorial fracion?rio, em que os fatores e os n?veis s?o pr?-determinados. As argilas esmectitas usadas foram origin?rias do p?lo gesseiro da regi?o do Araripe-PE, e o corante utilizado foi o Amarelo Reativo BF-4G 200%. A argila esmectita foi coletada e transportada para o Laborat?rio de F?sica de Solos da UFRPE, onde se realizou a sua prepara??o atrav?s de secagem ao ar, destorroamento e classifica??o em peneiras para, em seguida, submet?-la ao processo de adsor??o. A partir da realiza??o do planejamento fatorial 22 concluiu-se que os valores de 96, 96,5 e 95,8%, correspondentes aos percentuais de remo??o para as argilas esmectitas innatura , quimicamente e termicamente ativadas, respectivamente, e com quantidades adsorvidas de 4,80, 4,61 e 4,74 mg/g, para as tr?s argilas, mostraram que os processos de ativa??o utilizados n?o aumentaram o poder de adsor??o da argila esmectita. Os dados cin?ticos ajustaram-se melhor ? isoterma de Freundlich, com uma distribui??o exponencial de s?tios ativos e que se mostra superior ? equa??o de Langmuir para adsor??o de c?tions e ?nions pelas argilas. O modelo cin?tico que melhor se adequou aos resultados foi o modelo pseudo-segunda ordem. No estudo do planejamento fatorial 24-1, em concentra??es de at? 500 mg/L se obt?m elevados percentuais de remo??o de cor (92,37, 90,92 e 93,40 %) e quantidade adsorvida (230,94, 227,31 e 233,50 mg/g) para as tr?s argilas. Os dados cin?ticos ajustaram-se bem ?s isotermas de Langmuir e Freundlich. O modelo cin?tico que melhor se adequou aos resultados foi o modelo pseudo-segunda ordem

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:01:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cristiana Rocker.pdf: 2541583 bytes, checksum: a2c9e3fe99f71c1640b23b9fa0f61899 (MD5) Previous issue date: 2015-07-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Effluent containing toxic metals present serious risks to the environment and to living beings due to their persistence in the environment bioacumulam on trophic chain. The biosorption method has been widely tested in the treatment of these effluents, by presenting itself as a low-cost alternative and effective. The objective of this work was to analyze the process of biosorption of Cr(III) from aqueous solutions and synthetic tanning effluent using inactive biomass of aquatic macrophytes Pistia stratiotes in natura (PN) and chemically modified (PM), Salvinia molesta in natura (SN) and chemically modified (SM). The characterization of the biomasses and biosorption experiments as a function of pH, time, concentration of ion Cr(III), and desorption temperature for the purpose of determining the maximum capability of biosorption. By means of the scanning electron microscopy images of biosorbents showed uneven surfaces and heterogeneous, and in the infrared spectroscopy indicated that the chemical modification with sodium hydroxide and citric acid removed soluble phenolics and increased the carboxyl groups involved in the biosorption process. Kinetic studies showed that the average time required for the system come into balance is from 240 minutes, and all the biosorbents tested were adjusted by the pseudo-segunda order model, the biosorbents also modified adjusted intraparticle diffusion model. The results of biosorption in function of the concentration of the ion Cr(III), indicated the maximum capacity of each biosorbent. Of biosorbents in natura, SN presented the highest capacity of biosorption, with 25.70 mg g-1, on the other hand, the biomass modified PM reached capacity with 58.16 mg g-1. The results were adjusted the Freundlich isotherm, and the Langmuir model presented good adjustment to the modified biosorbents. Using the thermodynamic studies, it was found that these are spontaneous and exothermic reactions, and the results of desorption were higher for PM. The tests using raw effluent from tannery and biological treatment pond, SN proved to be more advantageous for use in the treatment of raw sewage and biological treatment pond, for presenting the highest rate of removal of Cr(III). Whereas the biomass of aquatic macrophytes P. stratiotes and S. molesta are abundant in the environment, the use of the same as biosorbent is favourable for the treatment of effluents. / Efluentes contendo metais tóxicos apresentam sérios riscos ao meio ambiente e aos seres vivos, devido sua persistência no ambiente bioacumulam-se na cadeia trófica. O método de biossorção vem sendo amplamente testado no tratamento destes efluentes, por apresentar-se como uma alternativa de baixo custo e eficaz. O objetivo do trabalho foi analisar o processo de biossorção de Cr(III) de soluções aquosas sintéticas e de efluente de curtume utilizando a biomassa inativa das macrófitas aquáticas Pistia stratiotes in natura (PN) e quimicamente modificada (PM), Salvinia molesta in natura (SN) e quimicamente modificada (SM). Realizou-se a caracterização das biomassas e experimentos de biossorção em função do pH, tempo, concentração do íon Cr(III), temperatura e dessorção com a finalidade de se determinar a capacidade máxima de biossorção. Por meio das imagens de microscopia eletrônica de varredura dos biossorventes observou-se superfícies irregulares e heterogêneas, e a espectroscopia na região do infravermelho indicou que a modificação química com hidróxido de sódio e ácido cítrico removeu compostos fenólicos solúveis e aumentou os grupamentos carboxila envolvidos no processo de biossorção. Os estudos cinéticos demonstraram que o tempo médio necessário para o sistema entrar em equilíbrio é a partir de 240 minutos, e todos os biossorventes testados foram ajustados pelo modelo de pseudo-segunda ordem, sendo que os biossorventes modificados também se ajustaram ao modelo de difusão intrapartícula. Os resultados de biossorção em função da concentração do íon Cr(III), indicaram a capacidade máxima de cada biossorvente. Dos biossorventes in natura, SN apresentou a maior capacidade de biossorção, com 25,70 mg g-1, por outro lado, nas biomassas modificadas, PM atingiu maior capacidade com 58,16 mg g-1. Os resultados foram ajustados a isoterma de Freundlich, sendo que o modelo de Langmuir apresentou bons ajustes aos biossorventes modificados. Por meio dos estudos termodinâmicos, constatou-se que tratam-se de reações espontâneas e exotérmicas, e os resultados de dessorção foram maiores para PM. Nos testes utilizando o efluente bruto de curtume e da lagoa de tratamento biológico, SN mostrou-se mais vantajosa para a utilização no tratamento do efluente bruto e da lagoa de tratamento biológico, por apresentar a maior taxa de remoção de Cr(III). Considerando que a biomassa das macrófitas aquáticas P. stratiotes e S. molesta encontram-se abundantes no meio ambiente, a utilização das mesmas como biossorvente é favorável para o tratamento de efluentes.

Made available in DSpace on 2015-03-26T12:26:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2077124 bytes, checksum: 59f01201db0c813515df97522a0e48f4 (MD5) Previous issue date: 2008-02-28 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Paper mill industrial processes consume large quantities of water consequently leading to large mill effluent volumes. One way to reduce water consumption is by increasing water reuse in the paper mill. Direct water reuse is not always possible because of poor effluent quality and effluent treatment may be necessary to permit reuse. Membrane bioreactors are a new treatment technology that are little used, mainly due to the lack of scientific and technical knowledge of their implementation. The present study examined the technical viability of thermophilic treatment of paper machine effluents in a membrane bioreactor. The studied was divided into three experiments. The main objective of the first experiment was to compare performance of laboratory-scale conventional activated sludge (CAS) and a membrane bioreactor (MBR) with 0,02µm porosity membranes in treating printing and writing paper machine white water at 35, 45 and 55°C. Results showed that the BRM was more efficient that the CAS in removing part of the effluent contaminant load. Average percent removals of chemistry oxygen demand (COD) in the CAS were 70.0, 78.1 and 76.7% and in the MBR 81.4, 81.9 and 78.7% at temperatures of 35, 45 and 55°C, respectively. Treated effluent total suspend solids (TSS) values in the CAS were 39, 54 and 88 mg.L-1 at of 35, 45 and 55°C. No TSS were detected in the MBR treated effluent. Turbidities of effluents treated in the CAS were 16, 35 and 165 NTU at temperatures 35, 45 and 55°C. MBR treated effluent presented no turbidity. Alkalinity and hardness of effluent treated by CAS were lower than for effluent treated by the MBR. The main objective of Experiment II was to compare performance of MBR effluent treatment under mesophilic (35°C), thermotolerant (45°C) and thermophilic (55°C) conditions. In Experiment II an MBR system composed of three reactors operating in parallel at the three different temperatures were used. This experiment was divided into three stages, with different COD loads in each: Stage 1 2.57 Kg.m-3.d-1; Stage II 4.75 Kg.m-3.d-1 and Stage III 9.43 Kg.m-3.d-1. The results showed that the increase in temperature led to reduction in COD removal efficiencies. Removals of COD in Stage I were 95.5, 94.2 and 91.9%, at temperatures of 35, 45 e 55°C, respectively. In Stage II, removal efficiencies were 97.4, 95.6 and 95.0% at 35, 45 and 55°C, respectively. In Stage II, removal efficiencies were 95.6, 93.3 and 89.7% at 35, 45 and 55°C, respectively. No TSS were detected in any of the treated effluents. Treated effluent turbidity increased with increased treatment temperature. Average turbidity of treated effluents were 0.11, 0.24 and 1.13 NTU in Stage I, 0.10, 0.16 and 1.01 NTU in Stage II and 0.87, 2.00 and 4.34 NTU in Stage III for treatment at 35, 45 e 55°C, respectively. Average conductivities of treated effluents were 1812, 1937 and 2927 µS.cm-1 for Stages I, II and III, respectively. Treated effluent color was greater for treatment at 55°C. Average color was 23, 23 and 102 mg.L-1 Pt in Stage I, 31, 36 and 127 mg.L-1 Pt in Stage II and 46, 58 and 163 mg. L-1 Pt in Stage III for temperatures of 35, 45 and 55°C, respectively. Average hardness values in treated effluents were 258, 203 and 160 mg.L-1 in Stage I, 439, 350 and 292 mg.L-1 in Stage II and 639, 565 and 495 mg.L-1 in Stage III, for treatments at 35, 45 and 55°C. No filamentous bacteria were found at 55°C and flocculation was deficient. The main objective of Experiment III was to evaluate sludge microbial diversity in aerobic MBRs operating under mesophilic and thermophilic conditions. It was found that increased temperature reduced reactor sludge microbial diversity and richness. A new microbial community was established above 45°C that differed structurally from the community present in the MBR operated at 35°C. / Fábricas de papel consomem elevadas quantidades de água nos seus processos industriais gerando, conseqüentemente, grande volume de efluentes. Aumentar o reuso de água é uma forma que as empresas encontram para reduzir o consumo de água nas fábricas de papel. A reutilização da água nem sempre é possível devido a sua qualidade, o que requer um tratamento prévio. Biorreatores a membranas constituem uma nova tecnologia de tratamento, ainda pouco utilizada em decorrência do desconhecimento técnico e científico para sua implementação. O presente estudo verificou a viabilidade técnica de utilização de biorreatores a membranas para o tratamento termofílico de efluentes de máquinas de papel. O estudo foi dividido em três experimentos. O objetivo principal do primeiro experimento foi comparar o desempenho de um sistema de tratamento de efluentes por Lodos Ativados Convencional (LAC) e um sistema de tratamento de efluentes por Biorreator a Membranas (BRM), cuja porosidade das membranas era de 0,02µm, para remover os contaminantes orgânicos e inorgânicos presentes na água branca de uma máquina de papel para imprimir e escrever em três diferentes temperaturas: 35, 45 e 55 °C. Neste experimento foram utilizados dois sistemas laboratoriais de tratamento de efluentes composto de um LAC e um BRM. No experimento I, os estudos mostraram que o BRM foi mais eficiente do que o LAC para remover parte dos contaminantes presentes no efluente. As percentagens médias de remoção de DQO para o LAC foram 70, 78,1 e 76,7% e para o BRM foram 81,4, 81,9 e 78,7%, para as temperaturas de 35, 45 e 55°C, respectivamente. As concentrações de SST no efluente tratado no sistema LAC foram 39, 54 e 88 mg.L-1 para as temperaturas de 35, 45 e 55°C. No BRM não foi detectado SST no efluente tratado. A turbidez do efluente tratado pelo LAC foi 16, 35 e 165 UNT para as temperaturas de 35, 45 e 55°C. No BRM não houve turbidez no efluente tratado. As concentrações de alcalinidade e de dureza no efluente tratado para o LAC foram inferiores às taxas obtidas pelo BRM. O objetivo principal do Experimento II foi comparar os desempenhos dos sistemas de tratamentos de efluentes por BRM em condições mesofílica (35°C), termotolerante (45°C) e termofílica (55°C). No Experimento II foi utilizado um sistema de BRM composto de três reatores, operando em paralelo, em três temperaturas diferentes. Este Experimento foi dividido em três etapas, sendo que, cada etapa foi utilizada uma carga diferente de DQO: Etapa I 2,57 Kg.m-3.d-1; Etapa II 4,75 Kg.m-3.d-1 e Etapa III 9,43 Kg.m-3.d-1. Os resultados demonstraram que o aumento da temperatura ocasionou uma redução nas eficiências de remoção de DQO. As taxas de remoções de DQO na Etapa I, para as temperaturas de 35, 45 e 55°C, foram 95,5, 94,2 e 91,9%, respectivamente. Para a Etapa II, as taxas foram 97,4, 95,6 e 95,0% para as temperaturas de 35, 45 e 55°C, respectivamente. Para a Etapa III, as taxas de remoções de DQO foram 95,6, 93,3 e 89,7% para as temperaturas de 35, 45 e 55°C, respectivamente. Em nenhum tratamento foi detectada concentrações de SST no efluente tratado. A turbidez nos efluentes tratados aumentou à medida que aumentou a temperatura dos tratamentos. As médias de turbidez dos efluentes tratados, para a Etapa I, foram 0,11, 0,24 e 1,13 UNT; na Etapa II foram 0,10, 0,16 e 1,01 UNT e na Etapa III foram 0,87, 2,00 e 4,34 UNT para as temperatura de 35, 45 e 55°C, respectivamente. A média das condutividades dos efluentes tratados foram 1812, 1937 e 2927µS.cm-1 para as Etapas I, II e III, respectivamente. A cor nos efluentes tratados foi maior para os tratamentos realizados à temperatura de 55°C. As médias das concentrações de cor, para a Etapa I, foram 23, 23 e 102 mg.L-1 Pt; na Etapa II foram 31, 36 e 127 e na Etapa III foram 46, 58 e 163 mg. L-1 Pt, para as temperaturas de 35, 45 e 55°C, respectivamente. Quanto à concentração de dureza nos efluentes tratados, na Etapa I as médias foram 258, 203 e 160 mg.L-1. Na Etapa II, as médias foram 439, 350 e 292 mg.L-1 e na Etapa III, as médias foram 639, 565 e 495 mg.L-1, para as temperaturas de 35, 45 e 55°C. Não foram encontradas bactérias filamentosas na temperatura de 55°C e a floculação foi deficiente. O Experimento III teve como principal objetivo avaliar a diversidade biológica dos microrganismos em dois BRMs aeróbios, nas condições mesofílica e termofílica. Este experimento verificou que o aumento da temperatura reduziu a diversidade e a riqueza dos microrganismos presentes no lodo. A partir de 45°C estabeleceu-se uma nova comunidade microbiana, diferente das comunidades presentes nos reatores à temperatura de 35°C.