Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2017-10-09T17:22:27Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_formatada_Monique Dias Correa de Souza.pdf: 2143880 bytes, checksum: e5169dd4b950129694876b619692c7e2 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-09T17:22:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação_formatada_Monique Dias Correa de Souza.pdf: 2143880 bytes, checksum: e5169dd4b950129694876b619692c7e2 (MD5) / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geoquímica, Niterói, RJ / Com o intuito de avaliar melhor a disponibilidade e compreender o ciclo dos elementos em ecossistemas aquáticos são necessários os conhecimentos das interações químicas e com quais frações eles preferencialmente estão associados. Neste sentido, a ultrafiltração tangencial (UF) representa uma alternativa interessante, uma vez que permite concentrar as espécies e avaliar com qual fração de tamanho de partículas um determinado elemento está associado. Este trabalho tem como objetivo avaliar o papel da fração particulada, coloidal e verdadeiramente dissolvida na mobilidade/biodisponibilidade de elementos traços (Al, Cr, Mn, Fe, Cu e Zn) na bacia de drenagem contribuinte a Baía de Sepetiba, RJ. As concentrações dos elementos traços foram determinadas em diferentes frações (0,1μm, 10 KDa e 1KDa) durante as estações seca e chuvosa por Espectrometria de Massa com Plasma Indutivamente Acoplado (ICP-MS). Durante a estação chuvosa Mn, Cu e Zn apresentaram associação preferencial com a fração verdadeiramente dissolvida e Al, Cr e Fe com a fração particulada, no entanto, na estação seca Mn, Al e Fe foram preferencialmente associados à fração particulada enquanto Cr, Cu e Fe a fração verdadeiramente dissolvida. / To understand both availability and cycling of elements in aquatic ecosystems it’s necessary to comprehend their chemical interactions and size fraction associations. For this goal, tangential ultrafiltration (UF) is an interesting alternative that allows concentrating the species and assessing what particle size fraction the element is associated. This study aims to evaluate the role of the particulate fraction, colloidal and truly dissolved in mobility / biodisponibility of trace elements (Al, Cr, Mn, Fe, Cu and Zn) in a drainage basin. The concentration of trace elements was determined in different fractions (0.1 m, 10 kDa and 1kDa) during the dry and rainy seasons by Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICP-MS). During the rainy season Mn, Cu and Zn showed a greater association with the truly dissolved fraction, while Al, Cr and Fe with the particulate fraction. In the dry season Mn, Al and Fe were preferentially associates with particulate fraction, while Cr, Cu and Fe the truly dissolved fraction.

Os processos de separação por membranas, especialmente a microfiltração e a ultrafiltração, são tecnologias emergentes para o tratamento de águas de abastecimento pela possibilidade de obtenção de águas com melhor qualidade em estações de tratamento mais compactas, de fácil automação, com menor geração de lodo e custo competitivo em relação ao sistema convencional de tratamento. A presente pesquisa avaliou o desempenho do processo de ultrafiltração no tratamento de água na ETA Alto da Boa Vista, que se utiliza do processo convencional tratando água do Reservatório Guarapiranga, manancial degradado da Região Metropolitana de São Paulo, sob os pontos de vista do desempenho operacional de produção de água e remoção de contaminantes. Tendo como água bruta, a água decantada da ETA ABV, o sistema operou por 2995 horas e 40 minutos, de agosto de 2009 a janeiro de 2010, produzindo com fluxo médio normalizado de 24,3 ± 2,2 L.h-1.m-2, pressão transmembrana de 94,2 ± 6,6 kPa e recuperação de 90,6 ± 0,9%. Foram analisados 13 pares de amostras de alimentação e permeado que indicaram a rejeição de COT de 11,2±8,6% (permeado=2,18±0,20 mg.L-1) , cor aparente 57,5±15,4% (permeado=2±2 mg.L-1 Pt- Co), condutividade elétrica 2,2±1,3% (permeado=138,2±17,8 S.cm-1), turbidez 92,7±4,5% (permeado=0,040±0,010 uT) e substâncias com absorção de radiação UV em 254nm 19,7±8,2% (permeado=0,025±0,008 cm-1). Em uma única amostra analisada, a rejeição a coliformes totais foi de 100%. Não foram detectados coliformes termotolerantes. Em 22/01/2010 foram coletadas amostras de alimentação e permeado para análise segundo Portaria 518 do Ministério da Saúde que indicou rejeição da contagem de bactérias heterotróficas de 98,98%, fluoretos de 36,49%, trihalometanos totais de 30,91%, alumínio total de 100%, cloretos de 20,29%, manganês total de 14,29% e sódio total de 0,81%. Em comparação com a água de abastecimento produzida na ETA ABV, a água do permeado da ultrafiltração apresentou qualidade melhor especialmente em relação à turbidez. / Membrane processes, specially microfiltration and ultrafiltration, are emerging technologies for drinking water treatment due the possibility for producing high quality water through compact treatment plants that are easier to automate with reduced sludge production and cost competitive compared with conventional processes. In this research it had been evaluated the ultrafiltration performance for water treatment at Alto da Boa Vista Water Treatment Plant that runs with conventional process, in São Paulo Metropolitan Region, from the viewpoints of water production and contaminants removal. An UF pilot plant was operated during 2995 hours and 40 minutes from August 2009 to January 2010 treating water from sedimentation tanks outlet. The UF pilot plant was able to operate with normalized flux of 24,3 ± 2,2 L.h- 1.m-2, transmembrane pressure of 94,2 ± 6,6 kPa and water recovery of 90,6 ± 0,9%. A total of 13 pairs of samples from feed and permeate were analyzed. The results were TOC rejection of 11,2±8,6% (permeate=2,18±0,20 mg.L-1), apparent color of 57,5±15,4% (permeate=2±2 mg.L-1 Pt-Co), conductivity of 2,2±1,3% (permeate=138,2±17,8 S.cm-1), turbidity 92,7±4,5% (permeate=0,040±0,01 uT) and UV 254nm 19,7±8,2% (permeate=0,025±0,008 cm-1). In an unique sample analysed for total coliforms, the rejection was 100%. Faecal coliforms were not detected in this sample. A sample of feed and permeate was collected at 01/22/2010 for analyses according to Portaria 518 (Brazilian drinking water regulations) that resulted in heterotrophic bacteria rejection of 98,98%, fluoride of 36,49%, total THM of 30,91%, total aluminium of 100%, chloride of 20,29%, total manganese of 14,29% and total sodium of 0,81%. In comparison with drinking water produced at Alto da Boa Vista WTP, the permeate of UF pilot plant was better in quality specially in terms of turbidity.

O desempenho e a viabilidade econômica dos processos de separação por membranas (PSM) estão diretamente relacionados com o fluxo de permeado e a retenção de substâncias. Em escala de laboratório, onde são utilizadas pequenas áreas de permeação, pode ser observada uma elevada variabilidade dos parâmetros de desempenho dos PSM, quando comparada com a obtida para os módulos industriais. Isto pode dificultar a análise de resultados, a comparação com dados da literatura e as ações de escalonamento. Apesar dos avanços constantemente obtidos na área de membranas, os resultados obtidos para estes parâmetros ainda são susceptíveis a problemas de repetitividade e reprodutibilidade. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar a variabilidade experimental de membranas comerciais de ultrafiltração (UF) de polietersulfona (PES), poli(fluoreto de vinilideno) (PVDF) e poliacrilonitrila (PAN) com diferentes massas molares de corte (MMC). Os experimentos foram realizados em dois módulos de permeação com área efetiva de membrana de 28 e 60 cm2. Durante os ensaios de UF foram avaliados os seguintes parâmetros de desempenho: fluxo inicial e final de água pura, tempo de compactação da membrana, redução do fluxo (RF), permeância hidráulica antes e após a filtração da solução de polietilenoglicol (PEG), fluxo de permeado com a solução de PEG e retenção observada. A variabilidade experimental foi investigada através da identificação dos efeitos principais do processo de UF a partir da análise de variância (ANOVA). O teste F foi utilizado para identificar diferenças significativas entre as variâncias obtidas para os parâmetros de resposta determinados A partir das análises de microscopia eletrônica de varredura e de ângulo de contato observou-se que as membranas fabricadas a partir do mesmo material apresentaram estrutura e caráter hidrofílico semelhantes, não sendo observadas diferenças significativas na estrutura das membranas quando comparadas às membranas novas e às membranas após a UF. Na etapa de compactação foi observado que as membranas de mesmo material apresentaram tempo de compactação estatisticamente igual e que a RF para as membranas de PAN é semelhante. De forma geral a variabilidade experimental é menor conforme as membranas são reutilizadas no processo. Os efeitos principais de MMC e material têm influência significativa sobre os parâmetros de resposta da etapa de compactação, com exceção do efeito do material da membrana sobre o tempo de compactação e sobre a RF. Os efeitos principais de MMC, material e pressão de operação também exercem influência significativa sobre a permeância hidráulica antes e após a filtração da solução de PEG e sobre o fluxo de permeado com a solução de PEG Quando comparadas as variâncias obtidas para os parâmetros de desempenho, estas são estatisticamente semelhantes para membranas de mesmo material. Estes resultados indicam que a variabilidade experimental do processo UF (entre 10 e 40 %) não é alta o suficiente para impedir a correta identificação dos efeitos principais das variáveis do processo dentro das condições de operação avaliadas. A retenção observada foi superior a 88 % para as membranas de PES e PVDF, porém este resultado não condiz com a MMC informada pelo fabricante, uma vez que foram utilizadas soluções de PEG com massa molar menor que a MMC da membrana e a distribuição de massa molar dos PEG utilizados estão dentro da faixa especificada. Uma tendência de aumento da variabilidade dos parâmetros de resposta foi obtida quando utilizado o módulo com menor área de permeação, indicando que para as condições de área investigadas a variabilidade é aparentemente dependente da área de permeação. / The performance and the economic viability of the membrane separation processes (PSM) are directly related to permeate flux and solute retention. In laboratory scale, where small permeation areas are used, a large variability in the performance parameters of the PSM could be observed, when compared with the obtained for industrial modules. This variability may difficult analysis of the results, comparison with literature data and scale-up actions. Despite the advances that are constantly achieved in membrane technology, the results obtained experimentally for the membranes performance parameters are still prone to repeatability and reproducibility problems. In this context, the objective of this work was to evaluate the experimental variability of commercial ultrafiltration (UF) membranes of polyethersulfone (PES), polyvinylidene fluoride (PVDF) and polyacrylonitrile (PAN) with different molar mass cut-off (MMCO). The experiments were performed in a lab-scale cross-flow unit in two permeation modules with effective membrane area of 28 and 60 cm2. During the UF tests were evaluated the performance parameters: initial and final pure water flux, membrane compaction time, flux reduction (RF), hydraulic permeance before and after the filtration of the polyethylene glycol (PEG) solution, permeate flux with the PEG solution and observed retention. The experimental variability was investigated through the identification of the main effects of the UF process using the analysis of variance (ANOVA). The F-test was used to identify significant differences between the variances obtained for the response parameters determined According to the scanning electron microscopy and the water contact angle analysis, membranes made from the same material presented similar structure and hydrophilic character and were not observed significant differences in the membranes structure, when compared the new membranes with the membranes after the UF. In the compaction step it was observed that membranes of the same material presented statistically equal compaction time and the RF for the PAN membranes is similar. In general, the experimental variability is lower as the membranes are reused in the process. The main effects of MMCO and material have significant influence on the response parameters of the compaction step, the exception occur for the membrane material effect on the compaction time and RF. The main effects of MMCO, material and transmembrane pressure also exert significant influence on the hydraulic permeance before and after the PEG filtration and on the permeate flux with the PEG solution. When comparing the variances obtained for the performance parameters, they are statistically similar for membranes of the same material These results indicate that the experimental variability of the UF process (between 10 and 40%) was not high enough to prevent the correct identification of the effects of the main process variables within the evaluated operation conditions. The observed retention was greater than 88 % for the PES and PVDF membranes, but this result is not consistent with the MMCO reported by the manufacturer, since PEG solutions with lower molar mass than membrane MMCO were used and the molar mass distribution of the PEGs are within the specified range. A tendency to increase the experimental variability of the response parameters was observed when using the modulus with lower permeation area, indicating that for the range of effective membrane area investigated the variability is apparently dependent of the permeation area.

Novas tecnologias para o tratamento de água potável vêm sendo empregadas na medida em que a utilização de sais de alumínio tem apresentado correlação com doenças de envelhecimento mental nos seres humanos. Os coagulantes orgânicos de origem vegetal podem substituir de forma satisfatória estes sais no tratamento convencional de água potável. A utilização de processos combinados utilizando membranas de ultrafiltração com coagulação é uma alternativa aos métodos convencionais de potabilização. Com este cenário, o presente trabalho tem como objetivo comparar o desempenho operacional de uma planta piloto de ultrafiltração com membranas submersas para produção de água potável a partir do Lago Guaíba, utilizando o coagulante convencional poli (cloreto de alumínio) (PAC) e um coagulante orgânico oriundo da casca da Acácia Negra (Acacia maernsii) Tanfloc SG, com a análise da morfologia, massa molar de corte e permeabilidade hidráulica da membrana e com análises da água bruta e filtrada. As membranas de fibra oca de Poliéter Sulfona (PES) com massa molar de corte de 50 kDa, permearam sob pressão fixa de -500 mbar, com ação de borbulhamento em testes de 140 horas para avaliação da performance e testes de 10 horas para avaliação da qualidade de permeado. Os resultados indicaram semelhança no desempenho operacional dos dois coagulantes quanto à redução da permeância hidráulica relativa, e a qualidade do permeado indicou que mesmo com a ausência de flocos no tanque de alimentação, não houve passagem significativa de coagulante para o permeado. Os parâmetros de potabilidade indicaram o enquadramento da água produzida nos padrões organolépticos na atual Portaria 2914/2011 do Ministério da Saúde. / New technologies to water treatment have been applied as the aluminum salts commonly used have shown correlations with mental diseases in human beings. The organic coagulants from natural sources can satisfactorily replace those inorganic salts in drinking water treatment. The hybrid processes join ultrafiltration membranes with coagulation are alternatives to the standard potabilization. The present study compares the operational behavior of a submersed ultrafiltration (UF) pilot plant producing drinking water from Guaíba Lake, using poli (aluminum chloride) (PAC) and an organic coagulant extracted from Acacia maernsii Tanfloc SG. The membrane and the permeate were investigated. The polyether sulfone hollow fiber membranes filtered with a -500 mbar constant vacuum and air bubbles through 140 hours for performance test and for 10 hour for permeate quality verification. The results showed similarity of the relative hydraulic permeability of the two coagulants, and even with the absence of visible flocs in the membrane tank, there were no significant coagulant carryover through the membrane. The analytical data pointed that the water produced with both coagulants had concentration bellow the Brazilian organoleptic standards, according to the Portaria 2914/2011 of the Health Ministry.

Os processos de separação por membranas, especialmente a microfiltração e a ultrafiltração, são tecnologias emergentes para o tratamento de águas de abastecimento pela possibilidade de obtenção de águas com melhor qualidade em estações de tratamento mais compactas, de fácil automação, com menor geração de lodo e custo competitivo em relação ao sistema convencional de tratamento. A presente pesquisa avaliou o desempenho do processo de ultrafiltração no tratamento de água na ETA Alto da Boa Vista, que se utiliza do processo convencional tratando água do Reservatório Guarapiranga, manancial degradado da Região Metropolitana de São Paulo, sob os pontos de vista do desempenho operacional de produção de água e remoção de contaminantes. Tendo como água bruta, a água decantada da ETA ABV, o sistema operou por 2995 horas e 40 minutos, de agosto de 2009 a janeiro de 2010, produzindo com fluxo médio normalizado de 24,3 ± 2,2 L.h-1.m-2, pressão transmembrana de 94,2 ± 6,6 kPa e recuperação de 90,6 ± 0,9%. Foram analisados 13 pares de amostras de alimentação e permeado que indicaram a rejeição de COT de 11,2±8,6% (permeado=2,18±0,20 mg.L-1) , cor aparente 57,5±15,4% (permeado=2±2 mg.L-1 Pt- Co), condutividade elétrica 2,2±1,3% (permeado=138,2±17,8 S.cm-1), turbidez 92,7±4,5% (permeado=0,040±0,010 uT) e substâncias com absorção de radiação UV em 254nm 19,7±8,2% (permeado=0,025±0,008 cm-1). Em uma única amostra analisada, a rejeição a coliformes totais foi de 100%. Não foram detectados coliformes termotolerantes. Em 22/01/2010 foram coletadas amostras de alimentação e permeado para análise segundo Portaria 518 do Ministério da Saúde que indicou rejeição da contagem de bactérias heterotróficas de 98,98%, fluoretos de 36,49%, trihalometanos totais de 30,91%, alumínio total de 100%, cloretos de 20,29%, manganês total de 14,29% e sódio total de 0,81%. Em comparação com a água de abastecimento produzida na ETA ABV, a água do permeado da ultrafiltração apresentou qualidade melhor especialmente em relação à turbidez. / Membrane processes, specially microfiltration and ultrafiltration, are emerging technologies for drinking water treatment due the possibility for producing high quality water through compact treatment plants that are easier to automate with reduced sludge production and cost competitive compared with conventional processes. In this research it had been evaluated the ultrafiltration performance for water treatment at Alto da Boa Vista Water Treatment Plant that runs with conventional process, in São Paulo Metropolitan Region, from the viewpoints of water production and contaminants removal. An UF pilot plant was operated during 2995 hours and 40 minutes from August 2009 to January 2010 treating water from sedimentation tanks outlet. The UF pilot plant was able to operate with normalized flux of 24,3 ± 2,2 L.h- 1.m-2, transmembrane pressure of 94,2 ± 6,6 kPa and water recovery of 90,6 ± 0,9%. A total of 13 pairs of samples from feed and permeate were analyzed. The results were TOC rejection of 11,2±8,6% (permeate=2,18±0,20 mg.L-1), apparent color of 57,5±15,4% (permeate=2±2 mg.L-1 Pt-Co), conductivity of 2,2±1,3% (permeate=138,2±17,8 S.cm-1), turbidity 92,7±4,5% (permeate=0,040±0,01 uT) and UV 254nm 19,7±8,2% (permeate=0,025±0,008 cm-1). In an unique sample analysed for total coliforms, the rejection was 100%. Faecal coliforms were not detected in this sample. A sample of feed and permeate was collected at 01/22/2010 for analyses according to Portaria 518 (Brazilian drinking water regulations) that resulted in heterotrophic bacteria rejection of 98,98%, fluoride of 36,49%, total THM of 30,91%, total aluminium of 100%, chloride of 20,29%, total manganese of 14,29% and total sodium of 0,81%. In comparison with drinking water produced at Alto da Boa Vista WTP, the permeate of UF pilot plant was better in quality specially in terms of turbidity.

A presente pesquisa consistiu em produzir membranas sintéticas pelo processo de inversão de fases via precipitação por imersão e levantar dados operacionais relativos ao preparo das soluções poliméricas e respectivos espalhamentos sobre um suporte inerte, de forma a obter-se membranas uniformes, livres de imperfeições que possam afetar seu desempenho. Tal uniformidade requer a produção de soluções poliméricas homogêneas, sem a presença de bolhas, isentas de sólidos em suspensão e com viscosidade adequada, para que o filme espalhado com espessura controlada se mantenha íntegro até o momento da solidificação do polímero, que formará as membranas propriamente ditas. Para condução dos experimentos utilizou-se a polisulfona como polímero, a N-metil- 2 pirrolidona como solvente, não-tecido em poliéster como suporte inerte e água desmineralizada como não-solvente. As soluções foram preparadas com concentrações de cerca de 15 %, 20 % e 25 % em massa de polímero e imersas em banhos de coagulação contendo água desmineralizada a temperaturas de aproximadamente 23°C, 40°C e 50°C. As membranas obtidas após precipitação foram enxaguadas em água desmineralizada morna e então avaliadas morfologicamente através de microscopia eletrônica de varredura, bem como submetidas a alguns outros testes como o ensaio de permeabilidade e o ensaio de tração e de ângulo de contato. Partindo-se de alguns poucos parâmetros encontrados em literatura, procurou-se obter um maior número de dados que permitam definir um procedimento de preparação de membranas através do processo mencionado. Os ensaios indicaram que a utilização de matérias-primas com um grau de pureza elevado, preparo da solução em temperatura, velocidade de rotação, umidade relativa e tempo de agitação adequados, além de filtração, se necessário, são condições muito importantes para a obtenção de soluções homogêneas. A utilização de equipamento aplicador de filme com ajuste de espessura, controles de velocidade de espalhamento e temperatura, e o controle da umidade da atmosfera são essenciais para a obtenção de um filme bem definido, garantindo a reprodutibilidade da síntese de membranas com a qualidade desejada. A utilização de não-tecido adequado como suporte inerte, de superfície lisa e homogênea é de fundamental importância para se obter uma camada polimérica bem homogênea e com espessura uniforme, garantindo condições morfológicas adequadas para a obtenção de níveis de produtividade e seletividade, compatíveis com os processos onde tipicamente se empregam membranas. / The proposal of this research is to produce synthetic membranes through the process of phase inversion via immersion precipitation, and obtain some operational data relating to the preparation of the polymeric solution and its casting on an inert support layer, in order to obtain uniform membranes, free from flaws which might affect its performance. Such uniformity requires the production of homogeneous polymer solutions, free from bubbles or suspended solids and with a suitable viscosity, in order to avoid loss of thickness until the solidification of polymer occurs. Polysulfone was employed as polymer, N-methyl-2 pyrrolidone as a solvent, nonwoven polyester as inert support and demineralized water as non-solvent. The solutions were prepared with concentrations of polymer of approximately 15%, 20% and 25% and, after casting, immersed in a coagulation bath containing demineralized water at approximately 23°C, 40°C and 50°C. The membranes obtained after precipitation were rinsed in demineralized water and evaluated through scanning electron microscopy, and some other tests, as the permeability, the mechanical and contact angle tests. Taking a few parameters found in the literature, we intended to obtain additional data to define a procedure for the preparation of membranes using the afore mentioned process. The tests indicated that the use of high purity raw materials and proper solution preparation parameters as temperature, speed, relative humidity and stirring time are very important to obtain an homogeneous solution. Besides, the use of motorized film application equipment with adjustments for film thickness, casting speed, temperature, and controlled water content in air are essential in obtaining a good film definition, and ensuring the reproducibility in the synthesis of membranes with a desired quality. The use of suitable non-woven fabric as a inert support with smooth and homogeneous surface is very important in order to obtain uniform polymer layers, ensuring morphological conditions suitable for achieving levels of productivity and selectivity, compatible with processes where typically membranes are employed.

Orientador: André Henrique Rosa / Banca: Paulo Sérgio Tonello / Banca: Marcia Cristina Bisinoti / Banca: Maria Olimpia de Oliveira Resende / Banca: Wander Gustavo Botero / Resumo: Os estudos de especiação em águas naturais são a chave para a compreensão do comportamento e destino dos íons metálicos no ambiente, uma vez que estes elementos podem ser encontrados em diversas formas químicas (livres ou complexados). A mobilidade, biodisponibilidade e transporte desses íons podem ser influenciados pela presença da matéria orgânica natural (MON) e as substâncias húmicas aquáticas (SHA), principais ligantes presente no ambiente aquático. Nesse contexto, o objetivo desse trabalho foi desenvolver métodos eletroanalíticos utilizando a cronopotenciometria de redissolução anódica (SCP) e a técnica de redissolução nernstiana na ausência de gradientes (AGNES) capazes de determinar a concentração de cádmio total (CdT) e livre (CdL), respectivamente, diretamente em amostras de águas dos rios Itapanhaú (RI) e Sorocabinha (RS) localizados no estado de São Paulo, que possibilitem uma futura aplicação on-site. E avaliar a influência da MON e SHA extraídas desses rios nas interações com o Cd(II) e/ou Pb(II). Para investigar o efeito da sazonalidade foram coletadas amostras de água no março e novembro de 2014, as quais foram caracterizadas através de parâmetros de qualidade da água, carbono orgânico dissolvido (COD), espectroscopia UV/Vis e concentrações de metal total, dissolvido e "livre" (ultrafiltrado em 1kDa com fluxo tangencial - UFT). As SHA e suas frações (ácido húmico (AH) e fúlvico (AF) foram caracterizadas por meio da análise elementar, RMN 13C e fracionadas atra... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The study of speciation in natural waters are crucial to understand the behaviour and fate of metal ions in the environment, since these elements can be found in different chemical forms (complexed or free). The mobility, bioavailability and transport of these ions can be influenced by natural organic matter (NOM) and aquatic humic substances (AHS), which are the main ligands in aquatic environments. The objective of this thesis was to develop electroanalytical methods using the techniques stripping chronopotenciometry (SCP) and absence of gradients and nernstian stripping (AGNES), which are able to determine the concentration of total (TCd) and free (FCd) cadmium directly in water samples from the rivers Itapanhaú (RI) and Sorocabinha (RS), located in the state of São Paulo. It would make possible a future on-site measurement applications. This study also aimed to evaluate the influence of NOM and AHS extracted from these rivers in the interactions with Cd(II) and Pb(II). Water samples were taken in march and november/2014 in order to investigate the effect of seasonality. These samples were characterised using water quality parameters, dissolved organic carbon (DOC), UV/VIS spectroscopy and concentrations of total, dissolved and free metal (ultrafiltered through 1 kDa membrane with tangential flow- TUF). AHS and their fractions (humic, HA, and fluvic acid, FA) were characterised by elemental analysis, NMR 13C. They were fractionated through TUF through membranes 100, 30, 10, 3 and 1 kDa. The methods developed of SCP (TCd determination) and AGNES (CdL determination) applied in the in natura and ultrafiltered (1 kDa) samples were validated using graphite furnace atomic absorption spectrometry (GFAAS). The results showed that the main differences between the waters from RI and RS are related probably to the influence of seawater and seasonality. The structural composition of AHS and FA presented hig... / Doutor

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T14:05:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T16:57:04Z : No. of bitstreams: 1 170302.pdf: 8708472 bytes, checksum: fdb8562d09740499825e1c9382889a5c (MD5) / Estudo do processo de ultrafiltração como agente redutor da carga poluente das águas residuárias originadas de uma indústria frigorífica, nas etapas de escaldagem e resfriamento das carcaças. Para efeito comparativo, foi realizado também, um breve estudo da ultrafiltração do soro de queijo. Membranas poliméricas microporosas e assimétricas foram preparadas, utilizando-se a técnica de inversão de fases pela coagulação dos polímeros em banho de não-solvente.

Orientador: Kátia Sivieri / Banca: Adilson Cesar Abreu Bernardi / Banca: Valéria de Carvalho Santos Ebinuma / Resumo: Introdução: A intolerância à lactose atinge 70% da população mundial e é uma desordem gastrointestinal caracterizada pela deficiência da enzima lactase. Indivíduos intolerantes a lactose tendem a parar de consumir produtos lácteos ou buscam por opções sem lactose para suprir as necessidades diária de nutrientes e cálcio. Uma das alternativas no desenvolvimento de produtos lácteos com baixo ou ausência de lactose é o uso da tecnologia de membrana, principalmente a ultrafiltração (UF) e a diafiltração (DF). Objetivo: Desenvolver um petit suisse simbiótico sem lactose utilizando leite com alto teor de proteína e sem lactose obtidos por tecnologia de UF e DF. Métodos: Este trabalho foi desenvolvido em duas etapas, sendo que na primeira etapa foram obtidos os leites a serem utilizados na produção do queijo petit suisse. Para obtenção do leite com maior teor de proteína - leite proteico (LP) foi realizado a operação de ultrafiltração do leite UHT desnatado, utilizando um fator de concentração igual a dois. Em seguida, para a obtenção de leite sem lactose foram realizadas três diafiltrações para a remoção da lactose do leite proteico, produzindo o leite proteico sem lactose (LPSL). Nos leites LP e PPSL foram avaliados os teores de proteína e lactose. Na segunda etapa foram realizados os processos de obtenção dos queijos Quarks e petit suisses. A partir do LP foi desenvolvido o queijo Quark proteico (QQP), com o LPSL foi desenvolvido o queijo Quark proteico sem lactose (QQPSL) e como... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Introduction: Lactose intolerance affects 70% of the world population and is a gastrointestinal disorder characterized by a deficiency of the enzyme lactase. Individuals intolerant to lactose tend to stop consuming dairy products or search for lactose-free options to meet the daily needs of nutrients and calcium. One of the alternatives in the development of dairy products with low or no lactose is the use of membrane technology, mainly ultrafiltration (UF) and diafiltration (DF). Objective: To develop a symbiotic petit suisse without lactose using milk with high protein content and without lactose obtained by UF and DF technology. Methods: This work was developed in two stages, and in the first stage the milks to be used in the production of petit suisse cheese were obtained. To obtain the milk with the highest protein - protein (LP) milk, the ultrafiltration operation of the skimmed UHT milk was performed, using a concentration factor of two. Then, to obtain lactose-free milk, three diafiltrations were carried out to remove lactose from protein milk, producing lactose-free protein milk (LPSL). In the LP and PPSL milks the protein and lactose contents were evaluated. In the second stage the processes of obtaining Quarks and petit suisses cheeses were carried out. From the LP, the protein Quark cheese (QQP) was developed, with the LPSL was developed the protein Quark cheese without lactose (QQPSL) and as control was produced the cheese Quark control (QQC) obtained through the skim milk UHT control (LC), without membrane processing. For the Quarks cheeses were also evaluated the levels of protein and lactose. Then the petit suisse cheeses were produced. With the QQP, the probiotic and proteic symbiotic petit suisses (PPP and PPS) were produced. From the QQPSL, the probiotic and... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2015-12-10T07:31:36Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 922122 bytes, checksum: 2868759f6518eb167ab5b80098fdd89f (MD5) / Made available in DSpace on 2015-12-10T07:31:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 922122 bytes, checksum: 2868759f6518eb167ab5b80098fdd89f (MD5) Previous issue date: 2015-09-17 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Atualmente fábricas de polpa celulósica kraft estão sendo transformadas em fábricas de polpa solúvel. No processo de polpação de celulose solúvel existe uma etapa da pré- hidrólise dos cavacos. Nesta etapa é gerado um licor da pré- hidrólise (LPH), possuidor de uma alta demanda química de oxigênio (DQO). Ainda não existe um destino definitivo e eficaz para o LPH. Normalmente é direcionado aos evaporadores junto com o licor negro, aumentando a carga hidráulica e o consumo de energia requerida para a sua evaporação. O envio do LPH para a Estação de Tratamento de Efluentes (ETE) pode ser uma opção a ser considerada desde que não afete negativamente a ETE e o meio ambiente. Assim, este estudo teve como objetivo (i) avaliar a tratabilidade biológica do LPH por sistema e lodos ativados em batelada em diversas proporções de mistura com efluente de uma fábrica de celulose; (ii) estudar o fraccionamento de LPH através da utilização de processos de separação por ultrafiltração (UF) que procurem a separação dos componentes do LPH, sendo o permeado direcionado à ETE e o concentrado aos evaporadores. O LPH foi gerado no laboratório por processo hidrotérmico a 180oC por 30 minutos, para uma relação agua/madeira de 4:1. Foi adicionado o LPH em doses de 7,5; 12,5; 17,5 e 22,5% em relação a 200 ml de efluente de uma fábrica de celulose kraft, aos reatores biológicos, avaliando a DQO de entrada e saída como principal parâmetro para se estimar a eficiência do sistema. O LPH foi filtrado por um processo de UF, sendo o permeado misturado ao efluente da fábrica com uma dose de 22,5%, em relação a 200 mL de efluente, e tratado em reatores de lodos ativados em batelada. Adotou-se como principal parâmetro de avaliação a DQO de entrada e saída. O LPH apresentou uma DQO bruta de 55.000 mg L-1 e DBO 5 de 31.521 mgL-1 com uma relação DBO 5 /DQO de 0,57. O efluente da fábrica de celulose apresentou uma DQO bruta de 1.217 mg L-1 e DBO 5 de 525 mg L-1 com uma relação DBO 5 /DQO de 0,43. A adição das crescentes doses de LPH ao efluente proporcionou, como esperado, uma tendência de aumento da DQO da mistura LPH:efluente. A eficiência de redução da DQO nas diversas condições de dosagem do LPH manteve-se sempre alta (>80%) demonstrando a alta biodegradabilidade da matéria orgânica presente no LPH. No entanto, observou-se que as concentrações de DQO do efluente tratado apresentaram valores q ue poderiam inviabilizar o seu lançamento em corpos d’água, por exemplo, 1422 mg L-1 como média na dose de 22,5% do licor. Buscando solucionar esse problema, propôs-se utilizar um tratamento prévio do LPH utilizando-se membrana de UF. Os permeados da unidade de UF deveriam possuir uma menor concentração de DQO e, sobretudo de matéria orgânica recalcitrante ao tratamento biológico uma vez que a matéria orgânica de alta massa molar (menos biodegradável) ficaria retida na corrente concentrada da UF. No tratame nto com membranas obteve-se no permeado uma taxa de recuperação do72% com uma DQO bruta de 13.400 mg L-1 e DBO 5 de 9.500 mg L-1 com uma relação de DBO 5 /DQO igual a 0,71. A DQO e DBO 5 de entrada da mistura para a dose 22,5% de permeado forem de 3.400 e 1840 mg L-1 , respectivamente. A DQO e DBO 5 de saída foram de 480 e 44 mg L-1 . Considerando a taxa de recuperação no processo de filtração igual a 72%, conclui-se que a corrente concentrada poderia ser enviada aos evaporadores com uma significativa economia energética (72%) quando comparada ao envio de todo o LPH para a unidade de evaporação. A alta remoção da carga orgânica do LPH por tratamento de lodos ativados em batelada confirma a boa tratabilidade do licor. No entanto a DQO final em nenhuma das doses avaliadas alcançou a concentração de DQO estipulada pela legislação. O tratamento por membranas de UF apresenta uma melhor alternativa ao alcançar valores de DQO similares às estipuladas, além do aproveitamento do concentrado para geração de energia ao poder ser queimado na caldeira de recuperação. / Currently, some kraft pulp mills are being converted into dissolving pulp mills which normally generate a specific liquor produced during the wood chip pre-hydrolysis (PHL). This liquor has a high COD and BOD content due to the presence of hemicellulose, lignin, and other wood components. The most common form to dispose this liquor is to send it to the black liquor kraft recovery cycle. However, some mills do not have enough capacity to process this PHL in their evaporation and/or recovery boiler system. An alternative for disposing the PHL would be to send it to the effluent treatment plant. Another alternative to manage this PHL was to pre-treat the PHL using UF membrane. The objectives of the present work were i) to evaluate the biotreatability of PHL ii) to evaluate the use of polymeric ultrafiltration in order to pre-treat the PHL. The PHL was generated in lab conditions on a hydrothermal process and it was added in dosages of 7,5%; 12,5%; 17,5% and 22,5% to sequential batch biological reactors (SBBR). The SBBR reached high COD removal (> 75%) during all dosages scenarios. However, the final treated effluent presented higher COD concentration as the PHL doses were increased. The treatment of the PHL liquor using UF membranes reduced the COD load and improved the biotreatability of the permeate. The concentrate had a 72% volume decrease and higher solids content which could reduce significantly the evaporation demand.