A captação de água para abastecimento público, a cada dia, torna-se mais problemática devido ao grande número de mananciais eutrofizados. A eutrofização causa grande preocupação, pois é comum o surgimento de florações com presença de organismos fitoplanctônicos potenciais produtores de toxinas nocivas à saúde. Entre essas toxinas a grande contaminadora é a microcistina produzida por cianobactérias - tóxico potente que causa sérios agravos à saúde e pode levar à morte. Este trabalho de pesquisa testou alguns processos de tratamento de água - pré-oxidação, coagulação/floculação, flotação por ar dissolvido e adsorção em carvão ativado - com o propósito de verificar quão eficientes eles seriam na remoção dessa toxina. Em escala de laboratório foram realizados ensaios de coagulação/floculação, seguidos de flotação sem adição e com adição de pré-oxidante e carvão ativado em pó. Para a água de estudo verificou-se que o baixo pH é fator positivo para o tratamento. A pré-oxidação aplicada ao tratamento apresentou bons resultados na remoção de microcistina; o tempo de contato do oxidante também exerceu influência na qualidade. A associação de pré-oxidação e adsorção em carvão ativado elevou a eficiência de remoção de toxina. Embora os sistemas convencionais de tratamento de água não sejam eficientes na remoção de microcistina a flotação é melhor que a sedimentação. / At each day, the captivation of water for public supplying is becoming more difficult because of the emerging blooming with the presence of phitoplanktonic organisms which in turn are potential producer of harmful toxins to the health. Among those toxins the major contaminant is the microcistin produced by cyanobacteria - a powerful toxin that causes serious hazards to the health being able also to cause death. In this work the investigation had tested some water treatment processes - preoxidation, coagulation/flocculation, dissolved air flotation and adsorption on activated carbon - with the purpose to check how efficient they would be to remove that toxin. In the laboratory assays, coagulation/flocculation followed by flotation were performed with and without addition of preoxidant and activated carbon powder. In this study, the pH demonstrated to be a positive factor for the treatment. The preoxidation applied to the treatment presented good results in the microcistina removing; the oxidant contact time also played influence in the quality; the association of preoxidant and adsorption on activated carbon just raised the toxin remotion efficiency. Although the conventional water treatment systems are not efficient in the microcistina removal, the flotation is better than sedimentation.

Na região de Ribeirão Preto está localizado um dos pólos produtores de cana-de-açúcar uma das principais culturas da economia brasileira, com vasta área cultivada e uso intensivo de herbicidas, dos quais é preciso destacar o diuron e a hexazinona, pois ambos possuem elevado potencial de contaminação em águas superficiais e subterrâneas. Diversas tecnologias podem ser utilizadas para remover da água esses microcontaminantes, pelo fato de, neste caso, não ser eficiente a técnica de tratamento em ciclo completo (ou convencional). Neste trabalho de pesquisa foram investigadas as combinações de preoxidação com cloro e dióxido de cloro, de adsorção em carvão ativado pulverizado e granular, associadas ao tratamento em ciclo completo. A água de estudo foi preparada em laboratório, com características similares às do rio Pardo – futuro manancial para abastecimento da cidade de Ribeirão Preto, e fortificada com diuron e hexazinona. Ensaios de bancada feitos em jarteste e filtros de laboratório permitiram concluir que a adsorção em carvão ativado (pulverizado e granular) foi eficiente na remoção dos herbicidas. Foi construída e operada uma instalação piloto com colunas de adsorção, em carvão ativado granular, cujos resultados obtidos mostraram que a difusividade intrapartícula predominante entre o carvão e os herbicidas diuron e hexazinona pode ser considerada constante, em relação ao tamanho do grão de carvão ativado. Os resultados também possibilitaram a validação do método de ensaios rápidos em coluna de carvão ativado em escala reduzida, com vista à predição do tempo de ruptura de um filtro de carvão ativado granular em escala real. Para as condições ensaiadas, a adsorção em carvão ativado granular mostrou ser 12% mais eficiente que em carvão ativado pulverizado, cujas taxas de utilização foram de 10,7 e 12,0 miligrama de carvão por litro de água tratada, respectivamente. Foram dimensionados os sistemas para utilizar carvão ativado pulverizado e granular em uma ETA de 1 m3/s e contabilizados os custos de implantação e de operação. Embora os custos de implantação do sistema de carvão ativado granular tenham resultado da ordem de 3 vezes os do pulverizado, os custos totais em valor presente seriam igualados em 5 anos, podem ser até 23% menores em 20 anos – o que mostra a viabilidade técnico-financeira desta alternativa no tratamento de águas contaminadas com herbicidas. / Sugarcane is one of the major crops of the Brazilian economy and the city of Ribeirao Preto is in one of the largest sugarcane producing regions, with a vast sugarcane plantation area and intensive use of herbicides, especially diuron and hexazinone, which have high potential to contaminate surface waters and groundwater. Several different technologies can be used to remove these micro-contaminants from water since, in this case, conventional treatment is not an efficient technique. In the present study, the combinations of pre-oxidation with chlorine and chlorine dioxide and adsorption in powdered and granular activated carbon associated with the conventional treatment were investigated. The water sample investigated in this study was prepared in a laboratory with similar characteristics to that of the Pardo river - future source of water supply for the city of Ribeirao Preto - and supplemented with diuron and hexazinone. Bench-scale experiments performed using Jartest equipment and laboratory filters showed that the adsorption in activated carbon (powdered and granular) was effective in removing the herbicides. A pilot granular activated carbon column was built and operated, and the results showed that the prevailing intraparticle diffusivity between the carbon and the herbicides diuron and hexazinone can be considered constant, do not change with particle size. The results obtained also enabled the validation of the rapid small-scale column test (RSSCT) method to predict the full scale breakthrough time of a granular activated carbon filter. Under the conditions evaluated, the adsorption in granular activated carbon proved to be 12% more efficient than that in powdered activated carbon, whose carbon usage rates were 10.7 and 12.0 milligrams per liter of treated water, respectively. The systems were designed to use powdered and granular activated carbon in a 1 m3/s conventional water treatment plant, and the implementation and operation costs were calculated. Although the capital costs of the granular activated carbon system were about 3 times higher than those of the powdered activated carbon, these costs would be the same in 5 years and could even be 22% lower in 20 years, which shows the technical-financial feasibility of this alternative to the treatment of water contaminated with herbicides.

Elevada incidência de contaminação de micotoxinas em grãos de cereais e alimentos processados tem sido relatada em todo o mundo, principalmente em produtos destinados à alimentação animal. O objetivo desse trabalho foi explorar as tecnologias para redução das concentrações de micotoxinas, que estão disponíveis ou em desenvolvimento. A tecnologia de adsorção, assim como das metodologias disponíveis para avaliação in vitro da capacidade de adsorção foram abordadas com mais ênfase. Na etapa experimental deste projeto, avaliaram-se cinco carvões ativados quanto a suas propriedades e capacidade de adsorção de micotoxinas presentes individualmente e combinadas (multi-micotoxinas) (Aflatoxina B1, Desoxinivalenol, Fumonisina B1 e Zearalenona). O carvão que apresentou maior capacidade de adsorção multi-micotoxinas foi selecionado para um estudo das interações entre adsorvente/adsorvato e possíveis fatores interferentes. Foram avaliados parâmetros físico-químicos do carvão, o efeito do tempo de contato, efeito dose, isotermas e efeito da composição do meio e da mudança do pH. A adsorção de Aflatoxina B1 e Zearalenona não sofreu efeito dos fatores estudados, diferente da adsorção de Fumonisina B1 e Desoxinivalenol. Os resultados auxiliam na análise da interação das moléculas de micotoxinas e do carvão ativado, bem como de quais fatores podem afetar o processo de adsorção de cada uma delas. Porém mais estudos são necessários para esclarecer melhor o papel de cada um dos fatores na adsorção das micotoxinas aqui estudadas. / The high incidence of mycotoxins contamination in cereal grains and processed foods have been reported worldwide, especially in products intended for animal feed. The objective of this work was to explore the available and upcoming technologies applied for the reduction of mycotoxins present in foods with a focus on adsorption, as well as in the in vitro methodology. Following, five activated carbon were evaluated about their properties and its individual and multi-mycotoxin adsorption capacity (Aflatoxin B1, Deoxynivalenol, Fuminisin B1 and Zearalenone). The activated carbon that presented the highest capacity of multi-mycotoxin adsorption was selected to continue the study in order to explore the interactions between adsorbent / adsorbate and possible interferents. Physicochemical parameters were evaluated, the effect of the contact time, concentration, isotherms and effect of the composition of the medium and the pH change. The adsorption of Aflatoxin B1 and Zearalenone had no effect of the factors studied, different from the adsorption of Fumonisin B1 and Deoxynivalenol. The results help in the analysis of the interaction of mycotoxins and activated carbon molecules, as well as which factors may affect the adsorption process of each of them. However, more studies are needed to clarify the role of each of the factors in the adsorption of these mycotoxins studied.

Resumo: O saneamento básico é importante para o desenvolvimento de uma região. Por meio dele, criam-se condições de higienização necessárias para o bem-estar da população. Com o tratamento, surgem inconvenientes a serem superados: a produção de gases odoríferos e corrosivos e o principal desafio, que é a disposição adequada do lodo de esgoto. Este estudo avalia o comportamento de metais com a aplicação agrícola do lodo de esgoto, além de estimar a quantidade do gás metano. O experimento foi desenvolvido em campo, num Latossolo Vermelho distrófico de textura média, nos anos 2000/2001 e 2001/2002 com quatro safras agrícolas, utilizando-se o lodo de esgoto, sem neutralização, produzido na Estação de Tratamento de Esgoto, ETE-1, da SANEPAR - Maringá-PR, com aplicações anuais nas doses de 06, 20, 40, 60, 80 t ha-1 base seca, do material, como fertilizante para o milho, comparado com uma testemunha (sem adição do lodo). Nos dias da incorporação do resíduo foram coletadas amostras de solo nas profundidades de 5, 20, 40 e 60 cm. Após 30, 60, 90 e 120 dias da incorporação do lodo ao solo, foram colhidas cinco plantas para análises. A cada 30 dias foram avaliados os teores totais e disponíveis na camada 0-20cm, de metais no solo. Nas quatro semeaduras, aos 120 dias da germinação do milho, avaliou-se a produtividade. Os resultados obtidos permitiram concluir que a aplicação em taxas de até 80 t ha-1, promoveu aumento proporcional de matéria seca das plantas. Os teores de metais no solo tiveram comportamento similar na planta e nos grãos aumentando com o acréscimo das doses aplicadas. A mobilidade de metais pesados demonstrou limitado movimento em profundidade, permanecendo na camada de incorporação. As quantidades Cd, Cr, Ni e Pb removidas do solo pela solução de DTPA-TEA, estiveram abaixo do limite de determinação... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo). / Abstract: It is essential to any region develops a basic sanitation system and through it creates conditions to hygiene in order to reach a high quality of life of the population. During treatment, problems may appear and must be managed. The odoriferous and corrosive gas production is the meaningful challenge solved with an adequate use of the sewage sludge. This study evaluates the behavior of heavy metals when applying sewage sludge in agriculture and indeed estimates the quantity of methane gas. The experiment was developed in field in a dystrophic red latosol of middle texture (LVd), in the years of 2000/01 and 2001/02 in four plantings, utilizing sewage sludge without neutralization, produced in the ETE-1 Sludge treatment Station, of SANEPAR, a Company of water treatment sited in Maringá, State of Paraná, Brazil, with annual applications in the following doses of 06, 20, 40, 60, 80 t ha-1 basis of dry matter as a fertilizer to maize compared to a witness (without addition of sludge). During the days of residue incorporating it was made a sample collection of the soil in 5, 20, 40 and 60 cm deepness. After 30, 60, 90 and 120 days of sewage sludge incorporation in the soil, five plants were collected to analysis. Each thirty days, it was made an evaluation of the total quantities of metal in soil. In four plantings, 120 days of maize germination, it was evaluated the productivity. The results permit to conclude that the application until 80 t.ha-1, promoted a proportional increase of the dry matter of plants. The metal quantity in soil presented similar behavior in the plant and in the grains, directly increasing together with the increase of the applied doses. The mobility of heavy metal presented deep and restricted movement, keeping it in the incorporating layer. The quantities of Cd, Cr, Ni and Pb removed from the soil by DTPA-TEA solution were below the limit... (Complete abstract, click electronic address below). / Orientador: Jorge de Lucas Junior / Coorientador: Ervim Lenzi / Doutor

O zinco é um dos metais mais utilizados nos processos de tratamento de superfícies. Os efluentes contaminados com zinco, gerados nestes processos, trazem preocupação devido ao grande volume, elevada toxicidade, acumulação e persistência. O presente estudo avaliou a remoção de íons zinco de soluções aquosas, por adsorção em carvão ativado comercial, através de experimentos em batelada e em escala piloto. Ensaios em batelada objetivaram estudar a influência dos parâmetros de processo pH, tempo de contato e concentração de sólido adsorvente na remoção de íons Zn2+ a partir de uma solução com concentração inicial de 10 mg.L-1. A partir das melhores condições encontradas, a isoterma de equilíbrio do sistema foi construída e o ajuste dos dados experimentais aos modelos não lineares de Langmuir, Freundlich, Redlich-Peterson e Sips foi verificado. Ensaios em planta piloto foram realizados a fim de identificar a curva de ruptura do sistema. No processo de adsorção contínuo em leito fixo, foram avaliadas diferentes condições operacionais, variando-se a vazão de alimentação (15 e 20 mL.min-1) e a massa de adsorvente utilizada como recheio do leito (10, 13, 20 e 40 g). Os resultados apontaram como parâmetros ótimos de adsorção: pH igual a 6, tempo de contato de 30 min e concentração de sólido adsorvente de 20 g.L-1. O modelo de Sips apresentou o melhor ajuste dentre os modelos matemáticos estudados. O experimento realizado em planta piloto utilizando-se uma vazão de 15 mL.min-1 e massa de sólido sorvente de 40 g, obteve os melhores resultados dentre as condições analisadas, apresentando tempo de ruptura e exaustão do leito aos 5 e 90 min, respectivamente. / Zinc is one of the most used metals in surface treatment processes. The effluents contaminated with zinc, generated in these processes, bring concern due to the large volumes, high toxicity, persistence and accumulation. This study evaluated the removal of zinc ions from aqueous solutions, through adsorption by commercial activated carbon, using continuous (pilot plant) and bench scale. The batch experiments studied the influence of pH, contact time and adsorbent concentration in the removal of Zn 2+ ions from a solution with initial concentration of 10 mg.L-1. After achieving the best process parameters, the system’s equilibrium isotherm was constructed, and the fit of experimental data to the nonlinear Langmuir, Freundlich, Redlich-Peterson and Sips models was verified. Pilot plant tests were carried out in order to identify the system’s breakthrough curve. In the continuous fixed bed adsorption process, different operating conditions were evaluated by varying the feed flow (15 and 20 mL.min-1) and the mass of adsorbent material used as filling (10, 13, 20 and 40 g). The results showed as the optimum parameters for adsorption: pH 6, contact time of 30 min and adsorbent concentration of 20 g.L-1. The Sips model presented the best fit among the mathematical models studied. The experiment conducted in a pilot plant, using a flow rate of 15 mL.min-1 and solid adsorbent mass of 40 g, had the best results among the examined conditions, with breakthrough and exhaust times of 5 and 90 min, respectively.

O processo de eutrofização das águas, principalmente pelo aporte de fósforo e nitrogênio, favorece a ocorrência de florações de cianobactérias. Uma consequência desses eventos é a produção e emissão dos metabólitos 2-metilisoborneol (MIB) e trans-1,10-dimetil-trans-9-decalol (geosmina). Estes compostos são álcoois terciários que podem ser detectados em baixas concentrações pelos consumidores, 5 a 10 ng/l, deixando a água com “cheiro e gosto de terra e mofo”. MIB e geosmina, particularmente na forma dissolvida (extracelular), mostram-se recalcitrantes aos métodos convencionais de tratamento de água. As metodologias atualmente empregadas na remoção desses metabólitos apresentam-se pouco eficientes e de elevado custo operacional, incentivando as pesquisas relacionadas às alternativas de tratamento. O presente estudo foi realizado em duas etapas, onde a primeira buscou avaliar a remoção de MIB e geosmina por adsorção em carvão ativado granular e a segunda, a degradação dos metabólitos por atividade microbiológica. Primeiramente, os carvões ativados granulares foram caracterizados através do número de iodo e área superficial BET. Em seguida, foi determinado o tempo de equilíbrio de adsorção para cada carvão e por último, foi avaliada a capacidade adsortiva através das Isotermas de Freundlich. O estudo sobre a oxidação biológica dos compostos causadores de gosto e odor consistiu no isolamento, identificação e testes de biodegradação de bactérias que utilizam MIB e geosmina como única fonte de carbono para o seu metabolismo. No que se refere à capacidade de adsorção, foi observado que os carvões de madeira e casca de coco apresentaram os melhores desempenhos na remoção de MIB e geosmina, respectivamente. Esses carvões removeram os compostos abaixo do limite de detecção olfativa (10 ng/l), com doses de 50 mg/l e tempo de contato de duas horas. Essa caracterização mostrou-se de fundamental importância na escolha do carvão mais adequado para aplicação no tratamento de água. Uma vez que pouco se conhece a respeito da comunidade bacteriana, presente em águas naturais, ao que se sabe, este trabalho é o primeiro registro da capacidade individual de bactérias Gram positivas e negativas degradarem os compostos causadores de gosto e odor, na mesma solução teste. A remoção de cerca de 90 e 96% de MIB e geosmina ao longo de 48 e 120 horas de experimento, respectivamente, demonstrou que essas bactérias podem ser utilizadas em estratégias de purificação biológica da água. A identificação molecular dos isolados bacterianos, obtidos no Lago Guaíba, registrou quatro novos gêneros capazes de degradar MIB e geosmina: Burkholderia sp, Caulobacter sp, Klebsiella sp e Leucobacter sp. Além desses, um isolado foi classificado como Arthrobacter sp, outro como Sphingomonadaceae e três como Enterobacteriaceae. O sucesso no isolamento, manutenção de culturas puras, identificação e determinação da capacidade desses microrganismos degradarem MIB e geosmina da água sugere um potencial de utilização dessas bactérias em processos de filtração biológica, que utilizam carvão ativado granular. Esse conhecimento pode ser usado como uma nova ferramenta para a remoção de substâncias que causam gosto e odor, sendo essencial para garantir uma água de qualidade para o consumo humano. / Water eutrophication process, by phosphorous and nitrogen levels, allows cyanobacteria blooms which promotes, among other effects, the generation and release of the metabolites 2-methylisoborneol (MIB) and trans-1,10-dimethyl-trans-9- decalol (geosmin). These compounds are tertiary alcohols that may lend earthymusty tastes and odors to water, characteristics detected by consumers when the metabolites are present at concentrations as low as 5 to 10 ng/l. When present in water, mainly in the dissolved form (extracellular), MIB and geosmin are difficult to be removed by conventional treatment methods. The methodologies currently employed to remove these metabolites lack efficiency and increase operational costs, arousing the interest in research to develop alternative water treatment approaches. The present study was conducted in two steps. The first step evaluated the removal of MIB and geosmin by adsorption using different types of granular activated carbon, while the second step assessed the degradation of the metabolites by microbiological activity. Firstly, granular activated carbon was analyzed for iodine number and BET surface area. Next, adsorption equilibrium time was measured for each carbon type. Then, adsorption capacity was evaluated using the Freundlich isotherm. Biological oxidation of compounds causing taste and odor included isolation, identification and biodegradation tests using bacteria that employ MIB and geosmin as the only carbon sources. Regarding adsorption capacity, wood and coconut shell carbon performed better in MIB and geosmin removal, respectively, affording removal to levels below the odor threshold concentration (10 ng/l), using 50 mg/l solutions of each carbon and exposure times of 2 h. This characterization proves the importance of choosing the most appropriate carbon to employ in water treatment. Since little is known on the bacterial community thriving in natural waters, as far as we know this is the first study to record the capacity of Gram-positive and Gramnegative bacteria to individually degrade compounds that cause taste and odor in water, in the same test solution. The removal of 90 and 96% of MIB and geosmin within 48 and 120 h of exposure, respectively, shows that these bacteria may be used in water purification strategies. The molecular identification of the bacterial isolates obtained in Lake Guaíba revealed four new genera capable to degrade MIB and geosmin: Burkholderia sp., Caulobacter sp., Klebsiella sp., and Leucobacter sp. Apart from these isolates, one Arthrobacter sp., one Sphingomonadaceae and three Enterobacteriaceae isolates were also identified. The successful isolation, maintenance of pure cultures, identification and determination of these microorganisms’ capacities to degrade MIB and geosmin in water suggests that these bacteria may be used in biological filtration processes that utilize granular activated carbon. This knowledge may be used as a new tool to remove substances that lend taste and odor to water, and is an essential aspect to guarantee quality water for human consumption.

O presente trabalho estuda a remoção dos fármacos amoxicilina (AMX), diclofenaco sódico (DCF) e paracetamol (PAR) em solução aquosa pelos processos de adsorção em batelada e coluna de leito fixo utilizando o carvão ativado granulado (CAG) como adsorvente. Os experimentos foram realizados para cada fármaco de forma independente. Na adsorção em batelada foram avaliadas as influências do pH (2 – 10), concentração de adsorvente (5 – 20 g L-1) e tempo de contato (5 – 350 min). Foi realizada a investigação da cinética de adsorção e também do equilíbrio de adsorção através de isotermas nas temperaturas de 25, 35 e 45 ºC. A adsorção em leito fixo foi estudada através de planejamentos experimentais, onde foram avaliados os efeitos da concentração inicial do poluente (C0: 20 – 100 mg L-1), massa do leito (W: 0,5 – 1,5 g) e vazão (Q: 3 – 5 mL min-1) sobre o tempo de saturação (tsat) e a quantidade adsorvida (qsat). Os modelos de Thomas, Bohart-Adams e Yan, além de um modelo desenvolvido no software EMSO foram utilizados para análise das curvas de ruptura. O CAG utilizado apresentou área BET de 463 m² g-1 e maior volume de microporos, de 0,20 cm³ g-1. Os experimentos em batelada mostraram que o pH não teve influência significativa sobre a remoção dos três fármacos. O equilíbrio de adsorção da AMX e do DCF foi atingido após 150 min e do PAR após 180 min. O modelo de PSO foi o que melhor representou a cinética de adsorção dos três fármacos. A isoterma de Langmuir descreveu o equilíbrio da AMX a 25 e 35 ºC, e o modelo de Sips a 45 ºC. Já a adsorção do DCF foi representada pela isoterma de Freundlich e o PAR pela de Redlich-Peterson. O estudo termodinâmico indicou que a adsorção dos três fármacos foi espontânea e favorável, além de aumentar com o aumento da temperatura. Na adsorção em leito fixo, foi observado menores valores de tsat com o aumento de C0 e de Q e diminuição de W. Foi verificado que qsat aumentou com o aumento de C0 e diminuição da Q para o planejamento do PAR, onde essa variável foi significativa. Já o aumento de W aumentou qsat no planejamento do PAR e diminuiu nos casos da AMX e DCF. A AMX foi o poluente que apresentou os menores tempos de saturação, seguido do DCF e do PAR, na adsorção em leito fixo. Foi constatado que o modelo de Yan foi o que melhor reproduziu o comportamento das curvas de ruptura para os três fármacos, na comparação com os outros modelos analíticos e com o modelo numérico proposto no software EMSO. De forma geral, foi verificado que os processos de adsorção tanto em batelada quanto em leito fixo apresentam potencial de aplicação como alternativa de tratamento avançado de água e efluentes que contenham fármacos. / The present work studies the removal of amoxicillin (AMX), sodium diclofenac (DCF), and paracetamol (PAR) from water by adsorption onto granular activated carbon in batch process and fixed bed column. Batch adsorption experiments were performed to evaluate the influence of pH (2 – 10), adsorbent concentration (5 – 20 g L-1) and contact time (5 – 350 min). Pseudo-first order, pseudo-second order and intraparticle diffusion models were evaluated in the kinetics investigation. Equilibrium adsorption was investigated using Langmuir, Freundlich, Sips and Redlich-Peterson equations. Fixed bed adsorption was studied through experimental design to evaluate initial contaminant concentration (C0, 20 – 100 mg L-1), amount of adsorbent (W, 0.5 – 1.5 g) and feed flow rate (Q, 3 – 5 mL min-1) effects. The analytical models of Thomas, Bohart-Adams and Yan were selected to investigate the breakthrough curves behavior. In addition, a numerical model was developed and solved using EMSO software. The granular activated carbon (GAC) used had BET surface area of 463 m² g-1 and volume of 0.20 cm³ g-1 of micropores. The pH had no significant effect on the adsorption removal of the three drugs. Adsorption equilibrium of AMX and DCF was reached after 150 min and 180 min for PAR. Pseudo second order model best represented kinetic adsorption of the three compounds. At best conditions in batch process, adsorbent concentration was 12.5 g L-1 for AMX and DCF and 10 g L-1 for PAR. Langmuir isotherm best described AMX adsorption equilibrium at 25 and 35 ºC, and Sips model at 45 ºC. DCF and PAR adsorption followed the Freundlich isotherm and Redlich-Peterson model, respectively. Thermodynamic study indicated that the three drugs adsorption were spontaneous and favorable processes. In addition, adsorption increased at higher temperatures. In fixed bed adsorption experiments, saturation time (tsat) decreased with the increase of initial concentration and flow rate for both drugs. W had positive effect on tsat. The amount adsorbed (qsat) was enhanced at higher C0 and lower Q. qsat was higher at higher Q for AMX and DCF and lower Q for PAR adsorption. Yan model best reproduced breakthrough curves behavior for all drugs among the analytical models and the numerical model developed on EMSO software. Thus, adsorption processes in batch mode and fixed bed column showed to be effective for the removal of drugs of different therapeutic classes from water.

Submitted by Raildo Junior (raildofiuza@gmail.com) on 2018-06-09T15:23:45Z No. of bitstreams: 1 Tese_Raildo Alves Fiuza-Junior.pdf: 3817573 bytes, checksum: 4110410e6eb185be2b68b9e9b00b254c (MD5) / Approved for entry into archive by NUBIA OLIVEIRA (nubia.marilia@ufba.br) on 2018-06-18T17:58:36Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese_Raildo Alves Fiuza-Junior.pdf: 3817573 bytes, checksum: 4110410e6eb185be2b68b9e9b00b254c (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-18T17:58:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese_Raildo Alves Fiuza-Junior.pdf: 3817573 bytes, checksum: 4110410e6eb185be2b68b9e9b00b254c (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPQ) / Caroços de frutas regionais (tamarindo, umbu, seriguela e cajá), provenientes de uma indústria de polpa de frutas foram caracterizados utilizando as normas ASTM, quantificação dos componentes por Van Soest, FTIR, DRX, TG, DSC e EDX. As biomassas estudadas apresentaram um grande potencial para o uso na geração de energia e produção de carvão. Os caroços de cajá foram utilizados inteiros como matéria prima para a produção de carvões ativados a 500°C e posteriormente avaliados como adsorvente na captura de CO2 . Os materiais foram ativados quimicamente por impregnação com HNO3, H3PO4 e KOH ou fisicamente ativado com CO2 após uma prévia pirólise. As amostras de carvão ativado foram caracterizadas por EDX, MEV, TGA, espectroscopia Raman, análise textural (BET, Langmuir, DFT e Dubinin-Astakhov) e por titulação ácido-base. A capacidade de adsorção CO2 e regeneração do adsorvente foi investigada por TGA. Os resultados indicam que a capacidade de adsorção de CO2 pode ser maximizada em superfícies altamente básica de microporos menores que 1 nm. O carvão ativado com KOH mostrou capacidade elevada e estável adsorção de CO2 durante 10 ciclos a 40°C. Num segundo momento a biomassa triturada e pirolisada a 400°C foi impregnada com KOH e ativada em 500 e 700°C. Esses novos materiais foram caracterizados pelos métodos já citados, acrescentando a caracterização por DRX para avaliar os parâmetros cristalográficos da estrutura carbonácea. Em geral, diminuiu a grafitização dos carvões ativados e uma melhora significativa da estrutura microporosa foi observada com o aumento a temperatura de 500 para 700°C. Poros na faixa de tamanho de 0,85-1,0 nm foram comprovados como uma característica importante para a adsorção de CO2 em baixas pressões. Assim, a amostra ativada numa menor temperatura (500°C), apresentou elevada capacidade de adsorção por modulação de pressão nas temperaturas avaliadas (10,5 mmol g -1 CO2, a 0 °C; 7,3 mmol g-1 de CO2, a 25 °C, e 4,9 mmol g-1 de CO2, a 75 °C) e uma captura de CO2 altamente estável após 10 ciclos de adsorção-dessorção, a 75 °C. / Stones of regional fruits (tamarind, umbu, red and yellow mombin) provided by a fruit pulp industry were characterized using ASTM standards, quantification of components by the Van Soest method, FTIR, XRD, TG, DSC and EDX. These biomasses showed a great potential as raw materials for power generation and production of activated carbons. The yellow mombin stones were used as raw material for producing activated carbons at 500 °C and subsequently evaluated as adsorbent for CO2 capture. The materials were chemically activated by impregnation with HNO3, H3PO4 and KOH or physically activated with CO2 after pyrolysis.The activated carbons were characterized by EDX, SEM, TGA, Raman spectroscopy, surface area measurement (BET, Langmuir, DFT and Dubinin-Astakhov) and acid-base titration. The adsorption capacity of CO2 and regeneration of the adsorbent was investigated by TG. The results show that CO2 adsorption capacity can be maximized in highly basic surfaces with micropores smaller than 1 nm. The carbons activated with KOH showed high and stable CO2 adsorption capacity for 10 cycles at 40°C. In order to investigate the influence of the activation temperature, the biomass w as initially pyrolyzed at 400°C; impregnated with KOH and then heated at 500 and 700°C. These new materials have been characterized by the above mentioned methods and by XRD to evaluate the crystallographic parameters of the carbonaceous structure. In general, the extent of graphitization of the activated carbons decreased and a significant improvement in the microporous structure was observed with increasing the activation temperature from 500 to 700 ° C. Pores in the size range 0.85-1.0 nm have proven to be an important feature for the adsorption of CO2 at low pressures. Thus, the sample activated at a lower temperature (500°C), showed a high adsorption capacity in a PSA process at the investigated temperatures (10.5 mmol g-1 CO2 at 0°C, 7.3 g mmol-1 CO2 at 25 °C, and 4.9 mmol g-1 CO2, 75 °C) and a highly stable CO2 capture after 10 cycles of adsorption-desorption at 75 °C.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T17:11:37Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T18:18:30Z : No. of bitstreams: 1 177265.pdf: 20170668 bytes, checksum: d4d0fb6cbd558cf0f4190efe92afbca9 (MD5) / O processo de lodos ativados, caracterizado por altas cargas de matéria orgânica, grande número de bactérias e condições aeróbias fornecidas artificialmente, constitui em excelente habitat para muitos componentes da microfauna. Estes microrganismos presentes em elevadas densidades no lodo, colaboram na clarificação do efluente, na degradação da matéria carbonácea, na floculação do material suspenso, e podem ser utilizados como indicadores das condições do lodo e da qualidade do efluente. Durante o período de Setembro de 1999 à Agosto de 2000, avaliou-se qualitativamente e quantitativamente, a microfauna presente nos reatores biológicos da ETE Insular de Florianópolis/SC e suas correlações com os parâmetros físico-químicos, operacionais e bacteriológicos. A ETE, possui, além dos tanques de aeração, zonas anóxicas (seletores biológicos e tanques de desnitrificação) que têm como objetivos principais, a prevenção do bulking filamentoso e a redução dos nitratos. Os resultados revelaram que o monitoramento microscópico do sistema, pode ser realizado em apenas um reator, pois a ocorrência e frequência dos organismos não variou nas zonas anóxicas e aeróbias. As análises qualitativas demostraram ser suficientes para um diagnóstico das condições do processo. Verificou-se a presença de flocos pequenos, com poucos e curtos filamentos de Nocardia sp e a presença constante de tecamebas, caracterizando baixa relação A/M, alta idade do lodo e boas condições de depuração. A densidade total da microfauna esteve diretamente relacionada com as remoções de DQOt, DBOt e E. coli do sistema. As tecamebas Arcella e Euglypha e o ciliado Aspidisca, com frequências de 100% para os dois primeiros e 91% para o segundo, e densidades médias de 181, 179 e 460organismos.mL-1, respectivamente, foram os principais indicativos da estabilidade do processo e das boas remoções de DBOt (97%), DQOt (80%) e N-NH4 (96%). Os zooflagelados estiveram presentes em densidades superiores a 1000organismos.mL-1 em situações de IVL maior que 100mL.g-1, sedimentabilidade superior a 800mL.L-1 e maiores quantidades de sólidos no efluente. A ocorrência de micrometazoários em 55% do período, indicou, juntamente com a presença de tecamebas, alto tempo de detenção celular no sistema. Através do método de Pearson, não foram constatadas correlações da microfauna com a nitrificação, mas, as remoções de N-NH4 afluente e concentrações médias de 8,1mg.L-1 de N-NO3 no efluente, evidenciaram este processo. A aplicação de modelos pré-existentes (IBL, relação CPF/CF e densidade total) de avaliação do sistema através da microfauna, indicou que o sistema apresentou boas características depurativas em 80-90% do período. As análises da microfauna na ETE Insular, demostraram as condições de sedimentabilidade e a alta eficiência do sistema, sendo por isso, adotadas como parte do monitoramento periódico da ETE. Entretanto, no Brasil, essas análises, são pouco utilizados para a avaliação dos sistemas de tratamento. A realização regular destas análises permite uma melhor compreensão do processo e sua otimização, além de reduções nas frequências de alguns parâmetros físico-químicos.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T01:52:45Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T22:32:48Z : No. of bitstreams: 1 139147.pdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5)