Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Ambiental / Made available in DSpace on 2012-10-21T21:49:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 208788.pdf: 2539900 bytes, checksum: abeb1e94cc91a87fc445edfcd3b71ab4 (MD5) / O lançamento de esgotos domésticos sem tratamento prévio nos corpos receptores afeta seu uso posterior, pois representa um problema de saúde pública devido a elevada densidade de microrganismos patógenos presentes no meio. Além disso, a maioria dos sistemas de tratamento de esgotos no Brasil, como exceção dos sistemas de lagoas de estabilização, são insuficientes para remoção destes microrganismos causadores de doenças de veiculação hídrica. Este trabalho de pesquisa teve como objetivo determinar a dosagem mínima e segura de dióxido de cloro necessária para atender os padrões de lançamento de esgotos tratados em águas superficiais e seu reuso, posteriormente, realizou-se um estudo econômico do custo de implantação, operação do processo de desinfecção e um estudo de caso para 35.000 economias atendidas. Os resultados obtidos demonstram que a dose mínima foi de 2,0 mgClO2/L, pois com esta dose houve eficiência de 99,94% (3,23 log) na remoção de coliformes fecais num tempo de contato de 15 minutos e também atendeu todos os padrões de lançamentos de esgotos tratados em águas superficiais e seu reuso, conforme determina a ABNT. O custo de implantação do sistema de dióxido de cloro é menos oneroso em relação ao sistema de desinfecção por ozônio e também ao sistema de desinfecção por radiação UV. O custo de operação do dióxido de cloro a R$ 0,073/m3 aproximou-se do hipoclorito de sódio R$ 0,089/m3, enquanto que o custo de operação do ozônio mostrou ser de todas a opção mais cara R$ 0,091/m3. O estudo de caso realizado para 35.000 economias atendidas apresentou custo estimado com valor total mensal de R$ 1,38 por economia mês, incluindo os custos de aquisição do gerador, de operação e manutenção do sistema.

Activated carbon prepared from yerba mate (Ilex Paraguariensis) has been used as adsorbent for the removal of tannery dye from aqueous solution. The activated carbon was prepared by pyrolysis process, under nitrogen atmosphere, at 700 oC for two hours. The product was characterized by N2 adsorption-desorption isotherms and scanning electronic microscopy, and it showed a mesoporous texture, with high surface area, 537.4 m2 g-1. Parameters such as initial dye concentration, contact time and pH were investigated in adsorption process. It has been observed that all parameters influenced the adsorption capacity. Both Freundlich and Langmuir models satisfactorily fitted the adsorption isotherm data. The maximum adsorption capacity verified was 244.5 mg g-1. The adsorption kinetics of the tannery dye on activated carbon prepared from yerba mate followed pseudo-second-order model. The adsorption process was found to be controlled by both external mass-transfer and intraparticle diffusion, but the external diffusion was the dominating process. This work highlights the potential application of activated carbon produced from yerba mate in the field of adsorption. / Neste trabalho, carvão ativado preparado a partir de erva-mate (Ilex Paraguariensis) foi usado como adsorvente para a remoção de um corante de curtimento em solução aquosa. O carvão ativado foi preparado pelo processo de pirólise, sob atmosfera de nitrogênio a 700 oC por 2 horas. O produto foi caracterizado por isotermas de adsorção-dessorção de N2 e microscopia eletrônica de varredura. O produto apresentou uma textura mesoporosa, com grande área superficial específica, de 537,4 m2 g-1. Parâmetros tais como a concentração do corante inicial, tempo de contato e pH foram investigados no processo de adsorção. Foi observado que todos os parâmetros influenciaram na capacidade de adsorção. Ambas isotermas de adsorção Freundlich e Langmuir descreveram satisfatoriamente os dados de adsorção. A capacidade de adsorção máxima verificada foi de 244,5 mg g-1. A cinética de adsorção do corante de curtume em carvão ativado preparado a partir de erva-mate seguiu o modelo de pseudo-segunda ordem. O processo de adsorção foi controlado tanto pela transferência de massa externa quanto pela difusão intrapartícula, sendo que a difusão externa foi predominante. Este trabalho destaca o potencial de aplicação de carvão ativado produzido a partir de erva-mate no campo de adsorção.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:34Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-05-24Bitstream added on 2014-06-13T20:02:20Z : No. of bitstreams: 1 salata_cc_dr_botfca.pdf: 1371462 bytes, checksum: 6b53655dc286e55274fee57af09c38b1 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / Este trabalho teve como objetivo purificar bioetanol originário de amido de mandioca utilizando processos de adsorção e troca iônica, avaliar a influência da temperatura, tempo de contato, concentração de adsorvente, vazão, tempo de residência nos processos de adsorção e troca iônica, analisar como os diferentes parâmetros desses processos afetam importantes características físico-químicas do bioetanol, tais como: condutividade, acidez e teste de Barbet, visando propor inovações nos sistemas de purificação, substituindo os processos clássicos de redestilação que são consumidores de energia. O estudo ainda propõe novas metodologias para aplicação na melhoria da qualidade de etanol produzido em pequenas unidades utilizando a mandioca como matéria-prima. Para a realização deste trabalho foram utilizados: a) etanol adquirido e comercializado no mercado, tais como, etanol neutro, etanol de primeira, etanol de segunda; b) etanol produzido em escala piloto no CERAT/UNESP; e c) etanol preparado em laboratório denominado neste trabalho de solução e etanol fortificado. Para a preparação da solução e do etanol fortificado foram adicionadas ao etanol padrão algumas das substâncias orgânicas provenientes da fermentação do amido de mandioca, todas com alto grau de pureza para observar o desempenho das metodologias propostas. Para a purificação das diferentes amostras e das soluções etanólicas foram empregados: a) processo de adsorção; b) processo de troca iônica; e c) processo combinando adsorção e troca iônica. No processo de purificação por adsorção foram testados, como adsorventes... / The objective of present work was to purify bioethanol from cassava starch using adsorption and ion exchange processes, to evaluate the influence of the temperature, contact time, adsorbent concentration, flow rate, residence time in these adsorption and ion exchange processes, to analyze as the parameters different of those processes affect important physico-chemical properties of the bioethanol such as conductivity, acidity and Barbet, to propose innovations in the purification systems, replacing the classic processes of redistillation that are consumers of energy. The study still propose new methodologies for application in the improvement of the quality of ethanol produced in small units using cassava as raw material. For the accomplishment of this work were used: a) purchased and sold ethanol in the market, such as, neutral ethanol, first ethanol, second ethanol; b) ethanol produced in scale pilot in the CERAT/UNESP; and c) ethanol prepared in the laboratory named as solution and contaminated ethanol. For the preparation of the solutions and of the contaminated ethanol, were added to the standard ethanol some organic substances from the fermentation of the cassava starch, all with a high degree of purity to observe the performance of the proposed methodologies. For the purification of samples different and of ethanolics solutions were employed: a) adsorption process; b) ion exchange process; and c) process combining adsorption and ion exchange. In the purification process by adsorption were tested, as adsorbents, different types of activated charcoal and diatomaceous earth. In the ion exchange... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:34Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-05-08Bitstream added on 2014-06-13T21:02:51Z : No. of bitstreams: 1 cerqueira_vc_dr_botfca.pdf: 1017835 bytes, checksum: f5e403927b163c750f9e0cca2acae31a (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / Os produtos das hidrólises de amido são glicose, maltose e uma série de oligossacarídeos e polissacarídeos que encontram utilização principalmente na indústria de alimentos. Neste grupo enquadram-se os adoçantes que aditam sabores a produtos que são demandados por consumidores específicos. Atualmente o açúcar mais utilizado no Brasil é a sacarose, produto extraído da cana-de-açúcar, e o mais utilizado mundialmente é a frutose obtida a partir da hidrólise do milho e posterior isomerização da glicose para frutose. A frutose apresenta capacidade edulcorante 30% maior que a sacarose, 2,5 vezes maior que a glicose e 2 vezes mais solúvel que a glicose, com isso, pode ser utilizada em menor quantidade, diminuindo o poder calórico do alimento e viabilizando sua utilização no tratamento da obesidade. Levando em consideração a importância dos adoçantes para o mercado de alimentos, o presente trabalho teve como objetivo realizar estudos sobre o processo de obtenção da frutose a partir de amido de mandioca. Para a execução dos ensaios utilizou-se fontes comerciais de α– amilase e amiloglucosidase, Liquozyme Supra 2.2X e Saczyme 750 AGUg-1, respectivamente, aplicadas em substrato de amido de mandioca em reator agitado com temperatura controlada. Após o processo de hidrólise enzimática, o hidrolisado passou por um processo de purificação utilizando terra diatomácea e carvão ativado em quatro temperaturas (30, 40, 50 e 60°C), com a finalidade de remoção de contaminantes originários da matéria prima, que levam a odor, cor e sabores indesejáveis. Após o tratamento com carvão ativo e terra diatomácea foram realizados ensaios para estabelecer os melhores parâmetros para a realização do processo de isomerização, buscando a conversão de parte da glicose à frutose, utilizando a enzima... / The products of starch hydrolyses are glucose, maltose and a series of oligosaccharides and polysaccharides which have their main utilization in food industry. This group comprises sweeteners that add flavor to products demanded by specific consumers. Currently the most used sugar in Brazil is sucrose, a product extracted from sugarcane, while the most used sugar worldwide is fructose obtained from maize hydrolysis and subsequent glucose isomerization to fructose. The sweetening capacity of fructose is 30% higher than that of sucrose and 2.5-fold higher than that of glucose; in addition, fructose is 2-fold more soluble than glucose and thus can be used in smaller quantities, decreasing the food’s caloric potential and making its use viable in obesity treatment. Considering the importance of sweeteners for the food market, the present study aimed to investigate the process of fructose production from cassava starch. The assays were performed by using commercial sources of α–amylase and amyloglucosidase, Liquozyme Supra 2.2X and Saczyme 750 AGUg-1, respectively, applied to cassava starch substrate in an agitated reactor at controlled temperature. Following the process of enzymatic hydrolysis, the hydrolysate underwent a purification process using diatomaceous earth and activated charcoal at four temperatures (30, 40, 50 and 60°C), in order to remove contaminants originated from the raw material, which lead to undesirable smell, color and flavor. After the treatment with activated charcoal and diatomaceous earth, assays were carried out to establish the best parameters for the isomerization process, aiming at the conversion of part of glucose into fructose, using the enzyme isomerase. The process selected for the studies was in a continuous system where the glucose syrup, previously purified, was continuously pumped... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:39Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2003-06Bitstream added on 2014-06-13T19:42:04Z : No. of bitstreams: 1 pigozzo_atj_dr_botfca.pdf: 1399471 bytes, checksum: ac873c66339180dd35207cbba12b67d2 (MD5) / 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... . / 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).

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6597.pdf: 4764954 bytes, checksum: 5414abc6292e5e2fc5ec8124840f6a6b (MD5) Previous issue date: 2015-02-20 / Universidade Federal de Sao Carlos / In this work, different commercial carbon materials that could be used as electrodes for capacitive deionization were investigated: carbon cloth, carbon foam, carbon felt, carbon fiber, carbon veil and activated carbon powder (AC). The materials were characterized by scanning electron microscopy (SEM), surface resistivity, wettability and cyclic voltammetry (CV). The performance in terms of electrosorption of NaCl was evaluated for different cell potentials. The AC electrode showed the best capacity of removing ions, and presented good values of charge efficiency (QE) and specific energy consumption (η) and, thusly, it was chosen to be modified using different techniques in an attempt to improve its characteristics aiming better results of electrosorption. Part of the strategies was the addition of carbon black and sodium chloride in order to improve the electrode conductivity and its macroporosity, respectively. A factorial experimental design was used to evaluate the effect of the AC mass, NA, mass of sodium chloride used in the electrode preparation and also the cell potential, on the capacity of removing ions (R), QE and η. The variables that showed the greatest effect on the CDI process was the cell potential and the AC mass (that create different thickness for the electrode). In spite of increasing the electrode conductivity, the NA did not show any improvement on the electrosorption of the electrode. Afterwards, an individual analysis showed that the use of sodium chloride to increase electrode macroporisity improved the capacity of the electrode to remove ions but just for the thickest electrode. However, it was verified that the increase of the thickness did not implied in a linear increase of the ion removal capacity. This behavior may be attributed to the non-uniform distribution of the electric field on the porous film. Thusly, even the thicker electrode showing a better capacity of removing ions, a great part of its mass was not being used for electrosorption. Additionally, the increase of the thickness led to a decrease on desorption. Those results indicate that the electrode thickness must be optimized. Another strategy to improve the electrode wettability and capacitance was the deposition of silica and alumina. It was observed an improvement on the wettability of the electrode, however those electrodes voltammograms showed an increase on the resistivity and as result, besides not presenting any improvement on the capacity of electrosorption, there was still a reduction of the ion removal kinect. Finally, the last strategy used to improve the AC electrode was the addition of the conducting polymer polypyrrole aiming to improve the electrode capacity of removing ions through the pseudo capacitance effect. The addition of polypyrrole increased the total of ions removed from solution, however, in all the cases, the values of QE and η were worse than those observed for the AC electrode. Due to the polypyrrole characteristics, the drying temperature used to prepare the electrode was reduced from 130°C to 80°C and when this temperature was reduced, it was verified that this variable had a strong effect on improving the capacity of removing ions and the energy efficiency of the AC electrode. / Neste trabalho foi realizado o estudo de diferentes materiais de carbono disponíveis comercialmente e que poderiam ser utilizados como eletrodos para deionização capacitiva. Dentre eles estão o tecido de carvão ativado, espuma de carbono, feltro de carbono, fibra de carbono, véu de carbono e pó de carvão ativado (CA). Esses materiais foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura, resistividade superficial, molhabilidade e voltametria cíclica. O desempenho dos diferentes eletrodos em termos da eletrossorção de cloreto de sódio foi avaliado para diferentes potenciais de célula. O material que apresentou melhor capacidade de remoção de íons e ao mesmo tempo apresentando bons valores de eficiência de carga (QE) e consumo energético específico (η) foi o eletrodo preparado usando pó carvão ativado. Desta forma, este material foi selecionado para estudos posteriores em que diferentes estratégias de modificação deste eletrodo foram avaliadas para tentar otimizar suas características visando melhores resultados de eletrossorção. Dentre essas estratégias, adicionou-se negro de acetileno e cloreto de sódio na preparação do eletrodo visando melhorar sua condutividade e aumentar sua macroporosidade, respectivamente. Um planejamento fatorial de experimentos foi utilizado a fim de verificar o efeito da massa de CA, negro de acetileno e cloreto de sódio usadas na preparação do eletrodo e também do potencial de célula sobre as variáveis dependentes remoção total de íons (R), QE e η. Observou-se nesta etapa que as variáveis que tiveram o maior efeito no processo de deionização capacitiva foram o potencial de célula e a massa do eletrodo (que por sua vez determina a sua espessura). Constatou-se que a adição de negro de acetileno ao eletrodo, apesar de aumentar a condutividade (como já era esperado), causava uma diminuição da área superficial específica através do entupimento de poros e como consequência, não verificou-se melhoria da eletrossorção, algo que seria esperado pela melhoria da condutividade do eletrodo. Posteriormente, foi realizada uma análise individual do efeito da macroporosidade e da espessura de eletrodo. Os resultados mostraram que o aumento da macroporosidade decorrente do uso de NaCl durante a preparação do eletrodo levou a um aumento da capacidade de eletrossorção somente para o eletrodo mais espesso, porém, na análise da influência do aumento da espessura do eletrodo, verificou-se que não houve um aumento linear na quantidade de íons removidos da solução em função do aumento da espessura, o que pode ser atribuído à nãouniformidade do campo elétrico no filme poroso. Desta forma, apesar do filme mais espesso ter capacidade de remover mais íons, uma grande parte da massa de CA utilizada estava inativa. Adicionalmente, o aumento da espessura levou a uma diminuição da cinética de dessorção. Estes resultados indicam que a espessura do eletrodo deve ser otimizada. Uma outra estratégia analisada para tentar melhorar a molhabilidade e a capacidade de eletrossorção do eletrodo de CA foi a deposição de sílica e alumina. Observouse que houve realmente uma melhoria da molhabilidade, mas por outro lado, os voltamogramas destes eletrodos mostraram um aumento de sua resistividade e como consequência, além de não se verificar uma melhoria na capacidade de eletrossorção, houve ainda uma piora da cinética do processo. Finalmente, a última estratégia utilizada para melhorar o eletrodo de CA foi a adição do polímero condutor polipirrol visando melhorar sua capacidade de remoção de íons através da introdução de pseudocapacitância. A adição de polipirrol causou um leve aumento no total de íons removidos da solução, porém, em todos os casos, os valores de QE e η foram piores do aqueles observados para o eletrodo de CA. Devido às característicos do polipirrol, a temperatura de secagem do eletrodo teve que ser reduzida de 130°C para 80°C e quando se reduziu esta temperatura verificou-se que esta variável desempenhava um papel importante na melhoria da capacidade de remoção de íons e da eficiência energética do eletrodo de CA.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:33:25Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-09-02Bitstream added on 2014-06-13T19:23:18Z : No. of bitstreams: 1 000739180.pdf: 903847 bytes, checksum: ab7369716a3250c09766b15d4cf9c235 (MD5) / O processamento do esgoto urbano pelas estações de tratamento (ETE) produz uma mistura pastosa e complexa constituída por material orgânico (microorganismos, vegetais, etc.) e inorgânico (hidrocarbonetos aromáticos, minerais, metais pesados, etc.). Diante da possibilidade de utilização deste lodo para enriquecimento de solo agrícola (USEPA, 1999), o presente estudo teve como objetivo avaliar o potencial de desregulação endócrina do Lodo de uma Estação de Tratamento de Esgoto (LETE) do estado de São Paulo em modelos in vivo utilizando ratos machos adultos e recém-desmamados. No Estudo A, ratos Wistar machos com 98 dias de idade receberam por oito semanas ração basal (grupo GI) ou acrescida de 2.500, 5.000, 10.000 e 20.000ppm de LETE (grupos GII, GIII, GIV e GV respectivamente). Foram avaliados peso e aspectos histológicos do fígado, rins, adrenais, testículos, epidídimos, próstata ventral e vesículas seminais. Outros parâmetros analisados foram os níveis plasmáticos de hormônios sexuais e a qualidade e quantidade de espermatozoides. A exposição ao LETE reduziu a concentração plasmática do FSH e também o número de espermatozoides com movimento progressivo em ratos adultos. Esse resultado ocorreu de forma dose-resposta e significativamente nas concentrações de 10.000 e 20.000 ppm de LETE, podendo indicar comprometimento da qualidade do esperma. O Estudo B baseou-se no protocolo de Hershberger (OECD Nº 144, 2009) e visou avaliar efeitos androgénicos e anti-androgênicos em ratos Wistar machos desmamados no 21º dia pós-natal. Também nesses animais não foram registradas alterações do peso corpóreo e dos órgãos, do consumo de ração. Como conclusão no Estudo A os resultados sugerem alterações espermáticas funcionais que podem comprometer a fertilidade, e no Estudo B a exposição ao LETE não induziu efeito androgênico ou anti-androgênio em ratos adultos e... / Not available

Made available in DSpace on 2015-08-20T17:09:26Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-02-26. Added 1 bitstream(s) on 2015-08-20T17:27:11Z : No. of bitstreams: 1 000844289.pdf: 1798234 bytes, checksum: cbeb9e36c486f0ecd9a0a55d21b84536 (MD5) / O objetivo do presente trabalho foi avaliar, em escala de bancada, a remoção de sulfametoxazol, diclofenaco e 17β-estradiol em águas destilada e natural através de adsorção em dois tipos de carvão ativado granular (CAG). O método utilizado foi o Teste Rápido de Coluna em Pequena Escala (ou RSSCT - Rapid Small Scale Column Test), que foi empregado com o intuito de diminuir os custos e o tempo despendido nos ensaios de adsorção. Testou-se, portanto, a capacidade de remoção de um carvão provindo de material betuminoso (mineral) e outro originário de casca de coco de dendê (vegetal). Foi testada a capacidade de adsorção em água destilada, individualmente para cada um dos microcontaminantes e em água natural de baixa e elevada turbidez, previamente fortificadas com a solução dos microcontaminantes. As águas naturais foram submetidas ao tratamento por clarificação e aplicado o pós tratamento em coluna. Os resultados obtidos através dos ensaios com água destilada revelaram que a melhor eficiência de remoção deu-se através dos ensaios com diclofenaco, em seguida com sulfametoxazol e 17β-estradiol. No tratamento de clarificação, observou-se eficácia na remoção da turbidez, bem como na remoção dos microcontaminantes. No pós tratamento com CAG, observou-se melhor desempenho na remoção de microcontaminantes em água natural de baixa turbidez. O melhor desempenho observado foi do CAG mineral, obtendo porcentagens de remoção e capacidade de adsorção superiores ao CAG vegetal em todos os ensaios. Isto pode estar relacionado ao fato do CAG mineral apresentar maior área superficial e maior volume total de poros em relação ao CAG vegetal, o que resulta em mais espaços livres na superfície do carvão, permitindo a acomodação das moléculas de adsorvatos / This study aimed to evaluate removing of sulphamethoxazole, diclofenac and 17β- estradiol on distilled and natural waters by adsorption on two kinds of granular activated carbon (GAC) in a bench scale. Method used was Rapid Small Scale Column Test (RSSCT), which has chosen in order to reduce costs and time spent for adsorption tests. Therefore, we have tested the ability of bituminous coal (mineral) and another one made by skin of coconut palm (vegetal). Adsorption capacity was tested individually in distilled water for each microcontaminant and in natural water (low and high turbidity) previously fortified with a solution of microcontaminants associated. Natural waters were previously treated by clarification treatment and afterwards, it was applied a post treatment in GAC columns. Results obtained from distilled water tests has shown that better removal efficiency occurred firstly to diclofenac, secondly to sulphametoxazhole and thirdly to 17β-estradiol. Clarification treatment has been effective to removal of turbidity, as well as microcontaminants and GAC columns have had a better performance to removal of microcontaminants in low turbidity natural water. The best performance has observed to mineral CAG, which obtained higher removal efficiency and higher adsorption capacity than vegetal GAC in all tests. This may be due to that mineral CAG has a greater surface area and greater total pore volume than vegetal one, which results in more free spaces on the carbon surface, allowing accommodation of adsorbates molecules

A eutrofização acelerada dos mananciais superficiais, devido aos despejos de águas residuárias não tratadas, vem comprometendo a qualidade das águas utilizadas no abastecimento público. Como conseqüência desse processo, inúmeros registros de florações de cianobactérias são relatados em todo o mundo. Esses microrganismos são potenciais produtores de toxinas, as quais, presentes na água bruta que abastece uma Estação de Tratamento de Água (ETA), precisam ser removidas. As toxinas podem ter efeitos adversos à saúde, podendo causar danos hepatotóxicos, neurotóxicos e dermatotóxicos. A maioria das ETAs brasileiras tratam a água através do processo convencional de tratamento, compreendendo as etapas de coagulação, floculação, sedimentação, filtração e cloração. Esse tratamento é considerado eficiente para remover células de microrganismos, incluindo as cianobactérias. No entanto, suas toxinas não são afetadas, permanecendo na água tratada. Em função disso, alternativas de tratamento devem ser incorporadas ao tratamento convencional, visando remover a hepatotoxina microcistina a concentrações menores ou iguais a 1 μg.L-1, pois esse é o valor máximo permitido (VMP) pela Portaria nº 518/2004, do Ministério da Saúde, a qual define as diretrizes relativas ao controle e vigilância da qualidade da água para consumo humano. Nesse contexto, o objetivo do trabalho foi avaliar a eficiência do carvão ativado pulverizado (CAP), na remoção da cianotoxina microcistina presente na água utilizada para abastecimento público. Cinco amostras de CAP, produzidas a partir de madeira, osso, antracito e coco, foram caracterizadas e, para cada uma, determinadas as Isotermas de Freundlich. As Isotermas mostraram que os CAPs produzidos a partir da madeira apresentaram maior capacidade de remover microcistina. Os residuais de microcistina obtidos nestes ensaios foram ajustados ao modelo de decaimento logarítmico. Assim, para cada CAP, foi estabelecida uma equação geral do processo adsortivo, com a qual foi possível estabelecer dosagens de CAP, variando a concentração de microcistina inicial, para atingir uma concentração residual de 1 μg.L-1. A aplicabilidade da equação foi testada para uma amostra de CAP, em água natural, utilizando o coagulante policloreto de alumínio e concentrações iniciais de microcistina de 1, 10 e 100 μg.L-1. Os resultados mostraram que as dosagens de CAP calculadas foram suficientes para atingir o residual desejado. Além disso, através de ensaios de adsorção, em equipamento de jarros, foram simuladas as etapas de coagulação (utilizando coagulantes sulfato de alumínio e cloreto férrico), floculação, sedimentação e filtração do tratamento convencional para água natural acrescida de 100 μg.L-1 de microcistina. A aplicação do CAP foi realizada em dois pontos do tratamento (1) entrada da água bruta e (2) antes da aplicação do coagulante. A aplicação na entrada da água bruta possibilitou remoção da toxina abaixo do VMP, correspondendo à redução de, aproximadamente, 99% da concentração inicial de toxina. Já no ponto de aplicação antes do coagulante, não foi atingido o VMP. A partir dos estudos aqui realizados, concluiu-se que a melhor maneira de escolher o CAP para remoção de microcistina é a realização de ensaios específicos, como a Isoterma de Freundlich. Para uma remoção eficiente da toxina, o tratamento convencional mostra-se eficaz, desde que a etapa de adsorção seja incorporada ao tratamento. / The accelerated surface waters eutrophication, due to non treated residual waters discharges, has been harming the water quality utilized in the public supply. As a consequence of this process, countless records of cyanobacterias’ bloom are reported all over the world. These microorganisms potentially producers of toxins, which, when presented in the raw water that supplies the Water Treatment Plant (WTP), needs to be removed. The toxins can have harmfull effects to the health causing hepatotoxic, neurotoxic and dermatotoxic damage. Most of the Brazilian WTPs treat the water through the conventional water treatment process, covering the stages of coagulation, flocculation, sedimentation, filtering and chlorination. This treatment is considered efficient to remove microorganisms’ cells, including cyanobacterias. However its toxins are not affected, remaining in the treated water. Due to this fact, alternative treatment must be incorporated to the conventional one, trying to remove the microcystin hepatotoxin to concentrations lower or equal to 1 μg.L-1, the maximum allowed value (MAV) according to the Brazilian Ministry of Health Administrative Ruling 518/2004, which defines the rules related to the control and vigilance of the water quality for human consumption. In this context, the objective of the present work was to evaluate the efficiency of the powdered activated carbon’s (PAC), in the removal of the microcystin cyanotoxin present in the water for public supply. Five samples of PAC, made of wood, bone, antracite and coconut, were characterized and, for each one, were determined Freundlich adsorption isotherm . The isotherm showed that the PACs produced from wood presented the highest capacity of microcystin removal. The residuals of microcystin obtained in these tests were adjusted to the logarithmic decay model. Thus, for each PAC, it was established a general equation of the adsorptive process, in order to establish PAC dosages, varying the initial microcystin concentration, to achieve the residual concentration of 1 μg.L-1. The usage of this equation was tested for one sample of PAC, in natural water, using poly-aluminum chloride as a coagulant and the initial concentrations of microcystins of 1, 10 and 100 μg.L-1. The results showed that the dosage of PAC calculated was enough to achieve the desired residual. Besides this, through adsorptive tests, using jar’s equipments, were simulated the stages of coagulation (using alum sulphate and ferric chloride as coagulants), flocculation, sedimentation and filtering of the conventional treatment for natural water and with 100 μg.L-1 of microcystin added. The application of the PAC was performed in two points of the treatment: (1) entrance of the raw water and; (2) before the application of the coagulant. The application in the entrance of the raw water made possible the removal of the toxin under MAV, corresponding to a reduction of, approximately, 99% of the initial concentration of the toxin. Nevertheless, in the point of application before the coagulant, the MAV was not achieved. According to these studies, it was concluded that the best manner of choosing the PAC for microcystin removal is the realization of specific tests like a Freundlich isotherm. For an efficient removal of the toxin, the conventional treatment is efficient, once the adsorption stage is incorporated to the treatment.

A contaminação do solo com resíduos tóxicos tornou-se um dos maiores problemas ambientais. Na maioria das vezes, as condições do local incluem a contaminação da água subterrânea. Neste contexto, os metais pesados têm sido motivo de preocupação, destacando-se o cromo hexavalente como poluente de elevada toxicidade e mobilidade. Quando um problema de contaminação no solo é identificado, ações de remediação devem ser aplicadas. Dentre as tecnologias existentes, uma das mais promissoras é o uso de barreiras reativas permeáveis. A barreira é construída com materiais reativos de forma a interceptar a pluma contaminada, atenuando a concentração do contaminante a níveis aceitáveis ou controláveis. É possível converter resíduos agrícolas em carvões ativados, material adsorvente resultante de processo pirolítico. Esses carvões podem apresentar desempenhos diferenciados em aplicações específicas. A presente tese tem como objetivo geral avaliar a aplicação de carvões ativados, oriundos da pirólise de casca de arroz, em barreiras reativas permeáveis. Os objetivos específicos consistem em estudar o desenvolvimento de carvões quimicamente ativados e investigar, por meio de ensaios de laboratório, sua aplicação na remoção de cromo hexavalente de meios aquosos e de meios porosos saturados. Para a preparação dos carvões ativados, foi desenvolvida uma unidade pirolítica rápida a vácuo com características escaláveis e com ênfase no controle e registro das variáveis do processo. Foram preparados carvões por ativação química com K2CO3 e KOH e determinadas suas características físico-químicas, texturais e análise morfológica por microscopia eletrônica de varredura. Ensaios de batelada e um ensaio de coluna com soluções de cromo foram realizados para avaliação da atenuação do contaminante. Os carvões ativados apresentaram baixa densidade aparente, similares valores de pH e de condutividade elétrica e elevado conteúdo de cinzas quando comparados com carvões de outras biomassas. A ativação química com reagentes alcalinos, associada às condições pirolíticas, resultou em superfícies menos ácidas, característica favorável para adsorção de Cr(VI). Resultaram em adsorventes mesoporosos, característica necessária para a adsorção de íons de elevado peso molecular; exibiram baixas áreas superficiais e similaridade morfológica entre si com a predominância da estrutura de sílica. Embora os carvões tenham apresentado baixas áreas superficiais, a adsorção teve a predominância da influência do diâmetro médio dos poros, seguido da área de mesoporos e da carga superficial negativa, indicando o potencial de aplicação dos carvões na remoção de Cr(VI). O ensaio de coluna possibilitou demonstrar o emprego do carvão ativado de casca de arroz em barreiras reativas, indicando suas limitações em pHs próximo à neutralidade e candidatando-o a situações de tratamento em série ou seqüenciais. Os trabalhos realizados estabeleceram base segura para o desenvolvimento de equipamento adequado para a pirólise e domínio do processo de manufatura do carvão ativado. A análise conjunta dos resultados sugere que as condições do processo pirolítico a vácuo adotado, juntamente com a ativação química com baixas concentrações de reagente ativantes, configuram uma rota atrativa para a elaboração de material poroso a partir de casca de arroz, com potencial aplicação na remoção de Cr(VI) em barreiras reativas permeáveis. / Soil contamination with toxic waste has become one of the biggest environmental problems. Site conditions often include groundwater contamination. In this context, heavy metals have been a matter of concern with chromium hexavalent recognized as pollutant of high toxicity and mobility. When a problem of soil contamination is identified, remediation tasks must be applied. Amongst the new technologies, the use of permeable reactive barriers is one of the most promising. This barrier is constructed with reactive materials in order to intercept the contaminated plume, attenuating the contaminant concentration to acceptable or controllable levels. It is possible to convert agricultural waste into activated carbon, an adsorbent material resulting from the pyrolytic process. This carbon can perform differently face to environmental applications. The present thesis has as a major objective to evaluate the application of activated carbons, derived from rice husk pyrolysis, in permeable reactive barriers, with emphasis on the remediation of contaminated soil with heavy metals. The specific objectives consist of studying the development of activated carbon from chemical activation and also investigating, through laboratory tests, its application in chromium removal from watery and saturated porous media. With the purpose of preparing activated carbons, a fast pyrolytic unit of rice husk was developed, with characteristics that can be scaled up and with emphasis on the control and register of process variables. Chemical activated carbons using K2CO3 and KOH have been prepared in different activation conditions and determined their physico-chemical and textural parameters. The morphological analysis was performed by scanning electron microscopy. Batch tests and a column test with solutions of chromium were performed to evaluate the attenuation of the contaminant. The activated carbons showed a low apparent density, similar values of pH and electrical conductivity and high ash content compared to carbons from other biomass. The chemical activation with alkaline reagents, associated with pyrolytic conditions, resulted in less acidic surface, characteristic favorable for Cr(VI) adsorption. The adsorbent manufactured results in mesoporous carbons, a characteristic necessary for the adsorption of ions of high molecular weight, exhibited low surface areas and morphological similarities between them, with the predominance of the structure of silica. Despite the carbons have shown low surfaces areas, the adsorption showed the predominant influence of the average pore diameter, followed by the mesopores area and surface negative charge, indicating the potential application of these carbons in Cr(VI) removal. The column test has demonstrated the use of activated carbon from rice husk in reactive barriers, showing its limitations in pHs close to neutrality and pointing it to cases of serial or sequential processing. The work carried out established safe basis for the development of suitable equipment for the pyrolysis and for the domain of the manufacturing process of activated carbon. The analysis of the results suggests that the conditions of the adopted vacuum pyrolytic process, jointly with the chemical activation with low concentrations of activate reagent, constitute an attractive route for the preparation of porous material from rice husk, with potential application in removing Cr (VI) in permeable reactive barriers.