Submitted by Jorge Silva (jorgelmsilva@ufrrj.br) on 2018-02-20T18:37:20Z No. of bitstreams: 1 2017 - Rayssa de Medeiros Morais.pdf: 2513069 bytes, checksum: 0a51c44b7c496c4aea2fc3ff92d026bf (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-20T18:37:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017 - Rayssa de Medeiros Morais.pdf: 2513069 bytes, checksum: 0a51c44b7c496c4aea2fc3ff92d026bf (MD5) Previous issue date: 2017-02-16 / CNPq / This study had as an objective to produce activated carbon (ACs) from Bambusa vulgaris, Eucalyptus dunnii and endocarp of Cocos nucifera; characterize the materials produced and evaluate their potential for adsorption of the methylene blue compound, contaminant of the textile industry. For this, activated carbon was produced via physical, using the water vapor as the activating agent. BET surface area (SBET), scanning electron microscopy (SEM), Boehm titration method (BOEHM), point of zero charge (pHpzc) and thermogravimetric analysis (TGA) were characterized. In order to evaluate these materials application, adsorption studies were performed with a contaminant from the textile industry, the methylene blue dye which was considered as a model compound for several adsorption studies. The precursors studied have produced excellent ACs which can be used as adsorbents in aqueous media. The ACs produced from bamboo and eucalyptus obtained superior performance to that produced from the coconut endocarp, which was used as a quality comparative in this study. All the ACs showed very close characteristics, but the activated carbon of bamboo and eucalyptus had better performance with a SBET superior than 500 m2 g-1, removal percentage above 90% at equilibrium time and maximum adsorption capacity around of 300 mg g-1. The three ACs produced obtained pHpzc from 7.0 to 7.5, presented predominance of acidic groups on their surface, mainly the carboxylic groups, and the analysis of the obtained micrographs showed a porosity development due to the activation. The materials have shown good thermal stability, and the regeneration process is possible with small mass losses. Although the bamboo AC has SBET superior to the eucalyptus AC, this did not guarantee that it obtained better performance in adsorption kinetics for the methylene blue, which confirms that other factors such as pore size influence the adsorption process. The bamboo and eucalyptus ACs fit better to the Langmuir model (monolayer), while the coconut AC to the Freundlich (multilayer) model. Finally, it is concluded that the different precursors studied allowed the activated carbons production with excellent textural and adsorptive characteristics; and further studies should be conducted to improve even more the qualities. / Este estudo teve por objetivo produzir carv?es ativados (CAs) a partir de Bambusa vulgaris, Eucalyptus dunnii e endocarpo do Cocos nucifera; caracterizar os materiais produzidos e avaliar seu potencial para adsor??o do composto azul de metileno, contaminante da ind?stria t?xtil. Para isso, foram produzidos carv?es ativados por via f?sica, utilizando como agente ativante o vapor d??gua. Os mesmos foram caracterizados por ?rea superficial BET (SBET), microscopia eletr?nica de varredura (MEV), m?todo titulom?trico de Boehm (BOEHM), pH do ponto de carga zero (pHPCZ) e an?lise termogravim?trica (ATG). Com finalidade de avaliar a aplica??o destes materiais foram realizados estudos de adsor??o com um contaminante da ind?stria t?xtil, o corante azul de metileno, sendo este tido como um composto modelo para diversos estudos de adsor??o. Os precursores estudados produziram excelentes CAs que podem ser utilizados como adsorventes em meio aquoso. Os CAs produzidos a partir de bambu e eucalipto obtiveram desempenho superior ao produzido a partir do endocarpo de coco, que foi usado como comparativo de qualidade neste estudo. Todos os CAs apresentaram caracter?sticas muito pr?ximas, por?m os carv?es ativados de bambu e de eucalipto obtiveram um melhor desempenho com uma SBET superior a 500 m2 g-1, percentual de remo??o acima de 90% no tempo de equil?brio e capacidade m?xima de adsor??o por volta de 300 mg g-1. Os tr?s CAs produzidos obtiveram pHPCZ entre 7,0-7,5, apresentaram predomin?ncia de grupos ?cidos em sua superf?cie, principalmente os grupos carbox?licos, e pela an?lise das micrografias obtidas apresentaram um desenvolvimento da porosidade devido ? ativa??o. Os materiais mostraram possuir boa estabilidade t?rmica, e o processo de regenera??o ? poss?vel, com pequenas perdas de massa. Apesar do CA de bambu possuir SBET superior ao CA de eucalipto, isto n?o garantiu que o mesmo obtivesse melhor desempenho na cin?tica de adsor??o para o azul de metileno, o que confirma que outros fatores como o tamanho de poros influenciam o processo de adsor??o. Os CAs de bambu e eucalipto se ajustaram melhor ao modelo de Langmuir (monocamada), enquanto o CA de coco ao modelo de Freundlich (multicamada). Por fim, conclui-se que os diferentes precursores estudados propiciaram a produ??o de carv?es ativados com excelentes caracter?sticas texturais e adsortivas; e a posteriori novos estudos devem ser conduzidos para aprimorar ainda mais essas qualidades.

Made available in DSpace on 2017-05-12T14:48:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Edneia Santos Oliveira Lourenco.pdf: 5280645 bytes, checksum: bb2af8a91bbf46aad38c5e7d4f97076d (MD5) Previous issue date: 2006-07-13 / This research had as objective to evaluate the efficiency of the reactive means in the removal of aromatical hydrocarbons BTEX (Benzene, Toluene, Etil Benzene and Xylenes) in the ground, coming of leak of gasoline, either in fuel stations or underground tanks, and to explain the physico-chemical mechanisms that occuring on the system. The experiment was carried in laboratorial scale, in two types of permeable reactive barriers (PRB), called of AS (H2O2 + soil ) and ACA (H2O2 + activated coal) with the purpose to reduce the BTEX concentration through oxidation reaction or activated coal adsorption. For analysis of the efficiency of the barriers the BTEX concentrations in the sample of the gasoline when entering in the PRB and of the percolate in times of retention pre-established of 24, 36, 48, 60, 72 and 84 hours, using gas chromatography. The gotten results had shown that the two reactive barriers had reduced the BTEX concentration, being the ACA barrier the most efficient one. The effect has been attributed to the activated coal, which accomplishes the BTEX natural adsorption due to similarity in the polarity of its molecule with the BTEX composites, and still it acts as catalyst improving the oxidant action of hydrogen peroxide. The process, beyond to be efficient in the reduction of the BTEX concentrations, presents low cost and the advantage of the activated coal be regenerated. / Esta pesquisa teve como objetivo avaliar a eficiência dos meios reativos na remoção de hidrocarbonetos aromáticos BTEX (Benzeno, Tolueno, Etilbenzeno e Xilenos) no solo, provenientes de vazamento de gasolina, seja em postos de combustíveis ou em tanques subterrâneos e explicar os mecanismos físico-químicos que ocorrem no sistema. O experimento foi realizado em escala laboratorial, em dois tipos de barreiras reativas permeáveis (BRP), denominadas de AS (H2O2+ solo) e de ACA (H2O2 + carvão ativado) com a finalidade de reduzir a concentração dos BTEX por meio de reação de oxidação ou por adsorção do carvão ativado. Para análise da eficiência das barreiras foram determinadas as concentrações dos BTEX presentes na amostra da gasolina ao entrar na BRP e do percolado em tempos de retenção pré-estabelecidos de 24, 36, 48, 60, 72 e 84 horas, utilizando cromatografia gasosa. Os resultados obtidos mostraram que as duas barreiras reativas reduziram as concentrações dos BTEX, sendo a barreira ACA a mais eficiente. O efeito foi atribuído ao carvão ativado, que realiza a adsorção natural dos BTEX, devido à semelhança na polaridade de sua molécula com os compostos BTEX, além de atuar como catalisador melhorando a ação oxidante do peróxido de hidrogênio. O processo, além de ser eficiente na redução das concentrações dos BTEX, apresenta baixo custo e o carvão ativado pode ser regenerado.

O presente estudo tem por objetivo avaliar a eficiência da remoção de corantes têxteis por meio do processo de adsorção em batelada e em coluna de leito fixo, utilizando caroço de cacau e caroço de pêssego para a produção de carvão ativado. Isotermas de adsorção foram obtidas em seis (6) diferentes temperaturas (na faixa de 25 a 50ºC). A concentração inicial de corante variou entre 300 e 1500 mg.L-1 para o corante Violeta Reativo 5 (RV-5) e 500 e 1700 mg.L-1 para o corante Vermelho de Prociona MX-5B (PR-5B). No estudo cinético, o tempo de retirada de amostras foi variado entre 5 e 480 min e foram analisadas duas diferentes concentrações iniciais, 400 mg.L-1 e 1000 mg.L-1 para RV-5 e 400 mg.L-1 e 600 mg.L-1 para o PR-5B. Para avaliar a capacidade de remoção de corantes pelos adsorventes produzidos, foram simulados dois efluentes contaminados por corantes usualmente empregados no tingimento de tecidos. Os resultados obtidos indicaram que o processo segue o modelo de Liu para os dois corantes em todas as temperaturas analisadas, apresentando capacidade máxima de remoção do RV-5 de 603,3 mg.g-1 para o CCA e 517,1 mg.g-1 para o CAC e para o corante PR-5B as capacidades máximas obtidas foram 297,2 mg.g-1 para o CPA e 174 mg.g-1 para o CAC. O modelo cinético de ordem-geral apresentou o melhor ajuste aos dados cinéticos para todas as condições analisadas. Os parâmetros termodinâmicos de adsorção indicam que há uma interação física entre os corantes e os adsorventes analisados, e que a adsorção é exotérmica e espontânea. Para os efluentes têxteis simulados, o CCA se mostrou capaz de reduzir acima de 95% a concentração de contaminantes nos efluentes simulados. Quando o CPA foi utilizado, a remoção de contaminantes foi acima de 88%. Os experimentos em coluna de leito fixo para o PR-5B indicaram que o processo de adsorção é favorecido para menores valores de vazão de alimentação e concentração inicial e maior massa de adsorvente. Os dados obtidos neste estudo mostram que os carvões produzidos apresentam potencial para remoção de corantes da indústria têxtil. / This study purpose evaluate the efficiency of removal of textile dyes by adsorption process in batch and fixed bed column, using cocoa seed and peach stone for carbon production. The adsorption isotherms were constructed in six different temperatures ranging between 25 and 50°C and the initial dye concentration ranged between 300-1500 mg.L-1 for the dye Reactive Violet 5 (RV-5) and 500-1700 mg.L-1 for the dye Procion Red MX-5B (PR-5B). In the kinetic study the time-sampling was varied between 5 and 480 min using two different initial concentrations, 400.0 mg L-1 and 1000 mg.L-1 to RV-5 and 400 mg.L-1 and 600 mg.L-1 to PR-5B. To evaluate the ability of removing the dyes with the prepared adsorbents two contaminated effluents were simulated with dyes used in the dyeing of textiles. The results indicate that the process is better fitted by Liu isotherm model for both dyes in all temperatures used, obtaining a maximum capacity removal for RV-5 of 603.3 mg.g-1 using CCA and 517.1 mg.g-1 for CAC and for the dye PR-5B the maximum adsorption capacities obtained were 297.2 mg.g-1 for the CPA and 174 mg.g-1 for CAC. The general-order kinetic model presented the best fit to the kinetic data for all examined conditions. The adsorption thermodynamic parameters indicate that exist a physical interaction between the dyes and adsorbents analyzed, the adsorption is physical, spontaneous and exothermic. For the simulated textile effluents, CCA has been shown to reduce by 99.4% the concentration of contaminants in the effluent A and 95.6% of the effluent B. When activated peach carbon (CPA) was used, contaminant removal was 94.7% and 88.4% for effluents A and B, respectively. The tests in a fixed bed column for the PR-5B show that the adsorption process is favored for lower flow rate and lower initial concentration and higher mass of adsorbent. The data obtained in this study show that the carbons produced have potential for removal of dyes from textile industry.

Submitted by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2016-08-30T16:14:19Z No. of bitstreams: 1 Tese de Doutorado - Sérgio Botelho de Oliveira.pdf: 18232715 bytes, checksum: b87397cefa6c939563af6c9f1aeaa634 (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Reis (vanessa.jamile@ufba.br) on 2016-09-02T15:22:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese de Doutorado - Sérgio Botelho de Oliveira.pdf: 18232715 bytes, checksum: b87397cefa6c939563af6c9f1aeaa634 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-02T15:22:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese de Doutorado - Sérgio Botelho de Oliveira.pdf: 18232715 bytes, checksum: b87397cefa6c939563af6c9f1aeaa634 (MD5) / Resinas de estireno e divinilbenzeno são materiais atrativos para muitos propósitos por causa das suas propriedades, variedade de grupos funcionais na superfície e porosidade, que podem ser controlados na síntese. Essas características também favorecem a produção de suportes e catalisadores baseados em carvão, com elevada áreas superficiais específicas e com grupos funcionais na superfície, que podem agir como sítios ativos. Eles podem ser usados em muitas reações, entre elas, a desidrogenação do etilbenzeno para produzir estireno. Esse monômero é comercialmente produzido pela desidrogenação do etilbenzeno em presença de vapor de água, mas este processo possui um custo elevado e, portanto, há a necessidade de novas alternativas de produção. A substituição do vapor pelo dióxido de carbono é uma das opções mais atrativas para diminuir o custo energético e, dessa forma, muitos estudos têm sido conduzidos para obter novos catalisadores para essa reação. Com este objetivo, neste trabalho foi descrita a preparação de catalisadores de cobre suportado em carvão ativado polimérico, assim como sua avaliação na desidrogenação do etilbenzeno em presença de dióxido de carbono. O carvão ativado polimérico foi preparado a partir do copolímero estireno e divinilbenzeno sulfonado, seguido da calcinação (250 oC), carbonização (900 oC) e ativação (800 oC). Os íons cobre foram adsorvidos nesse sólido por diversos métodos. O efeito dos metais alcalinos (magnésio e sódio) nas propriedades texturais e catalíticas dos sólidos foi também estudado. As amostras foram caracterizadas por espectrofotometria de absorção atômica, espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier, medidas de área superficial específica e de porosidade, difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de energia dispersiva. Os catalisadores foram avaliados na desidrogenação do etilbenzeno em presença de dióxido de carbono, a 1 atm e em diversas temperaturas (400, 500 e 600oC). Foram obtidos sólidos com diferentes propriedades texturais e catalíticas, dependendo do método de preparação, assim como da presença de metais. O uso de uma razão de estireno/divinilbenzeno de 15/85 levou à produção de um carvão ativado com a elevada área superficial específica, capaz de adsorver grandes quantidades de cobre, devido aos grupos funcionais gerados na superfície. As propriedades texturais e catalíticas do carvão ativado com cobre foram fortemente dependentes do método de incorporação do cobre. O catalisador mais ativo foi produzido quando o cobre foi adsorvido no carvão ativado previamente oxidado por quatro vezes sucessivas, utilizando-se uma mistura de oxigênio em nitrogênio. Em ambos os sólidos CA e CON, o cobre e os grupos funcionais superficiais no carvão ativado foram ativos na reação. A adição do magnésio aumentou a seletividade a estireno, devido à neutralização de sítios ácidos residuais. O catalisador produzido foi mais ativo do que uma amostra de um catalisador comercial avaliado na presença de vapor, mostrando que o catalisador é promissor para fins industriais / Styrene and divinylbenzene resin is an attractive material for several purposes because of its properties, such as the variety of surface functional groups and porosity, which can be controlled during the synthesis. These characteristics also favor the production of carbon-based supports and catalysts with high specific surface areas and with functional groups on the surface, which can act as active sites. They can be used for several reactions, among them, the ethylbenzene dehydrogenation to produce styrene. This monomer is commercially produced by the ethylbenzene dehydrogenation in the presence of steam but it is a high cost process and thus new alternatives are much needed. The replacement of steam by carbon dioxide is one of the most attractive options to decrease the energy cost and thus several studies have been carried out to find new catalysts for this reaction. With this goal in mind, the preparation of catalysts based on polymeric activated carbon-supported copper, as well as their evaluation in ethylbenzene dehydrogenation in the presence of carbon dioxide, was described in this work. The polymeric activated carbon was prepared from sulfonated styrene- divinylbenzene copolymer, followed by calcination (250 oC), carbonization (900 oC) and activation (800 oC). Copper ions were adsorbed in these solids by several methods. The effect of alkaline metals (magnesium and sodium) on the textural and catalytic properties of the solids was also studied. Samples were characterized by atomic absorption spectrometry, Fourier transform infrared spectroscopy, specific surface area and porosity measurements, X-ray diffraction, scanning electron microscopy and energy dispersive spectroscopy. The catalysts were evaluated in ethylbenzene dehydrogenation in the presence of carbon dioxide at 1 atm and several temperatures (400, 500 and 600 oC). Solids with different textural and catalytic properties were obtained depending on the preparation method as well as on the presence of metals. The use of a styrene to divinylbenzene ratio of 15/85 leads to the production of an active carbon with the highest specific surface area, which is also able to adsorb a large amount of copper, due to the surface functional groups generated. The textural and catalytic properties of the activated carbon- supported copper largely depended on the method of the copper incorporation. The most active catalyst was produced when copper was adsorbed on activated carbon previously oxidized four times successive with a gas mixture of oxygen in nitrogen. In these solids CA and CON, both copper and the surface functional groups on the activated carbon were active for the reaction. The addition of magnesium increased the selective to styrene, due to the neutralization of the acidic sites on the surface, active for the production of toluene and benzene. The further rising of the catalyst with a sodium hydroxide solution increased the selectivity even more, due to the neutralization of the residual acidic sites. The catalyst produced was more active than a commercial sample evaluated in t

Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-08-30T12:41:11Z No. of bitstreams: 1 ERNANE NOGUEIRA NUNES - TESE (PPGEA) 2018.pdf: 2500339 bytes, checksum: 4ece069e2abfcc5e29b9a751c695d1b6 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-30T12:41:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ERNANE NOGUEIRA NUNES - TESE (PPGEA) 2018.pdf: 2500339 bytes, checksum: 4ece069e2abfcc5e29b9a751c695d1b6 (MD5) Previous issue date: 2018-02-20 / Há algum tempo, pesquisas vêm alertando sobre os danos que os disruptores endócrinos podem causar aos ecossistemas. Entre as soluções existentes para a redução dos níveis desse tipo contaminação, encontram-se os processos de adsorção, utilizando carvões ativados. Baseado nisso, este estudo objetivou produzir, caracterizar e adsorver o ácido diclorofenoxiacético em carvões ativados, oriundos de biomassa residual de cajá (Spondias mombin L.). A biomassa de cajá foi analisada sob os aspectos físico-químicos e estruturais. Para produção do carvão ativado, foi realizado um planejamento fatorial em composição 23, completo, com 3 repetições do ponto central, totalizando 11 experimentos. Foram realizadas diversas análises a fim de conhecer as características dos carvões e escolher o melhor para os testes de adsorção. Ao final os carvões apresentaram elevadas áreas superficiais com predominância de mesoporos, baixa densidade, pH de carga zero em torno de 6,88 com predominância dos grupos ácidos, sendo escolhido para o teste de adsorção o carvão C10. Os testes de adsorção, foram realizados com as concentrações de 1,00 mg.L-1, 200,00 mg.L-1 e 500 mg.L-1, diluindo um herbicida comercial, contendo o ácido diclorofenoxiacético em agua deionizada, e adicionando 20 mL destas soluções com 20 mg de carvão ativado, sob agitação a 100 rpm, a 25ºC por 24 horas. As quantificações das concentrações do 2,4-D foram realizadas por meio de UV/Vis, com leituras realizadas a 289 nm. Para a cinética, foram utilizadas as isotermas de Langmuir e Freundlich, além dos modelos cinéticos de pseudo-primeira ordem e pseudo-segunda ordem, Elovich e difusão intrapartícula. O carvão ativado adsorveu 84,40 % da concentração de 1,00 mg.L-1, 65,34 % da concentração de 200,00 mg.L-1 e 26,76 % da concentração de 500,00 mg.L-1. Para as isotermas de adsorção, os processos se ajustaram como favoráveis, indicando um carvão homogêneo. Nas cinéticas de adsorção, os modelos de pseudo-segunda ordem e Elovich se ajustaram satisfatoriamente para as concentrações de 1,00 mg.L-1 e 200,00 mg.L-1, com R2 = 0,97 e 0,98 respectivamente. De forma geral este estudo é de extrema importância, pois evidenciou na prática a potencialidade do carvão ativado de biomassa de cajá (S. mombin L.) em adsorver relevantes quantidades do disruptor endócrino 2,4-D em meios aquosos. / For some time, research has warned of the damage that endocrine disrupters can cause to ecosystems. Among the existing solutions for the reduction of levels of this type contamination are the adsorption processes using activated carbons. Based on this, this study aimed to produce, characterize and adsorb the dichlorophenoxyacetic acid in activated carbon, from the residual biomass of cajá (Spondias mombin L.). The biomass of cajá (Spondias mombin L.) was analysed under the physical-chemical and structural aspects. For the production of activated carbon, a factorial design 23 was performed in complete composition, with 3 replications of the central point, totalling 11 experiments. Several analyses were carried out in order to know the charcoal characteristics and to choose the best one for the adsorption tests. At the end, the coals presented high surface areas with predominance of mesopores, low density, pH of zero load around 6.88 with predominance of acid groups, being chosen for the adsorption test the C10 coal. The adsorption tests were carried out at concentrations of 1.00 mg.L-1, 200.00 mg.L-1 and 500.00 mg.L-1, by diluting a commercial herbicide containing dichlorophenoxyacetic acid in deionized water, and adding 20 mL of these solutions with 20 mg of activated charcoal under agitation at 100 rpm at 25 °C for 24 hours. The quantifications of 2,4-D concentrations were performed by means of UV/Vis, with readings performed at 289 nm. For kinetics, the Langmuir and Freundlich isotherms were used, as well as the kinetic models of pseudo-first order and pseudo-second order, Elovich and intraparticle diffusion. The activated carbon adsorbed 84.40 % of the concentration of 1.00 mg.L-1, 65.34% of the concentration of 200.00 mg.L-1 and 26.76 % of the concentration of 500.00 mg.L-1. For the adsorption isotherms, the processes were adjusted as favourable, indicating a homogeneous coal. In the adsorption kinetics, the pseudo- second order and Elovich models adjusted satisfactorily for the concentrations of 1.00 mg.L-1 and 200.00 mg.L-1, with R2 = 0.97 and 0.98 respectively. In general, this study is extremely important, as it evidenced in practice the potential of activated biomass of cajá biomass (S. mombin L.) in adsorbing relevant amounts of the 2,4-D endocrine disruptor in aqueous media.

Submitted by Lucienne Costa (lucienneferreira@ufcg.edu.br) on 2018-09-13T17:38:25Z No. of bitstreams: 1 LAIO ARIEL LEITE DE PAIVA – DISSERTAÇÃO (PPGECA) 2016.pdf: 2279883 bytes, checksum: ddf555f3b9251dc01dc78d5b5fe5df71 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-13T17:38:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LAIO ARIEL LEITE DE PAIVA – DISSERTAÇÃO (PPGECA) 2016.pdf: 2279883 bytes, checksum: ddf555f3b9251dc01dc78d5b5fe5df71 (MD5) Previous issue date: 2016-02-29 / Capes / Sistemas anaeróbios modernos de tratamento de esgoto doméstico, embora bastante eficientes na remoção de matéria orgânica e sólidos em suspensão, não produzem um efluente com qualidade compatível com os padrões legais para descarga em corpos d’água receptores. Por essa razão esses sistemas têm que ser associados a unidades de pós-tratamento. Este trabalho trata de uma investigação experimental sobre a viabilidade de se aplicar o sistema de lodo ativado como uma alternativa do pós-tratamento, especificamente para o caso em que se prevê o efluente final para reúso. Na investigação experimental se usou um reator de bateladas sequenciais (RBS) em escala de bancada como unidade de pós-tratamento. Os resultados experimentais mostraram que a qualidade de efluente do sistema RBS de pós-tratamento em relação a matéria orgânica é muito boa. Na otimização do reator RBS se desenvolveu um modelo que permite estabelecer o tempo de permanência mínimo para o pós-tratamento em função de dois parâmetros básicos: a constante de utilização de material orgânico biodegradável pelas bactérias heterotróficas do lodo gerado no sistema de pós-tratamento e a sedimentabilidade deste lodo. A constante de utilização de material orgânico foi determinada por testes respirométrico. O lodo gerado no sistema de pós-tratamento surpreendentemente mostrou ter uma sedimentabilidade bem superior àquela normalmente encontrada em sistemas de lodo ativado tratando esgoto bruto, o que constitui um argumento sólido para a aplicação do sistema RBS na prática de pós tratamento do efluente do reator UASB. / Modern anaerobic systems for domestic sewage treatment, although very effective in removing organic matter and solid suspended, do not produce an effluent quality compatible with the legal standards for discharge into water bodies’ receivers. Therefore, such systems have to be associated with post treatment units. This paper deals with an experimental investigation into the feasibility of applying the activated sludge system as an alternative post-treatment, specifically for the case where intended use of the treated wastewater is reuse. In the experimental investigation research, a sequencing batch reactor (RBS) at bench scale was use as post treatment. The experimental results showed that the effluent quality of the RBS post treatment system in relation to organic matter was very good. An algorithm to optimize the RBS reactor was developed and allowed establishing the minimum residence time for the post-treatment in terms of two basic parameters: the utilization constant of biodegradable organic material by heterotrophic bacteria in the post-treatment system and the sludge settleability. The organic material using respirometric constant was determined from the oxygen uptake rate during the post treatment. The sludge from the post-treatment system surprisingly showed a much better settleability than what normally found in activated sludge systems treating raw sewage, which provides a strong argument for the application of the RBS system in practice post-treatment of the UASB reactor effluent.

Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-08-21T22:50:57Z No. of bitstreams: 1 JANAINE JULIANA VIEIRA DE ALMEIDA MENDES – DISSERTAÇÃO (PPGEP) 2017.pdf: 4430505 bytes, checksum: fc04219a2e7cd64f0a699635bebf03b8 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-21T22:50:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JANAINE JULIANA VIEIRA DE ALMEIDA MENDES – DISSERTAÇÃO (PPGEP) 2017.pdf: 4430505 bytes, checksum: fc04219a2e7cd64f0a699635bebf03b8 (MD5) Previous issue date: 2017-08-31 / Capes / Apesar de serem muito eficientes, os catalisadores homogêneos utilizados na obtenção de biodiesel apresentam problemas no processo de separação da glicerina, biodiesel e catalisador. Dentre os catalisadores heterogêneos estudados, tem-se verificado a aplicação de Carvão Ativado como suporte catalítico. Porém, não há relatos na literatura acerca da utilização de Carvão Ativado Pilarizado como catalisador no processo de transesterificação. O óleo de mamona apresenta-se com potencialidade na produção de biodiesel, porém sua densidade e viscosidade são muito altas. Uma alternativa encontrada tem sido a utilização de “blends”. Este trabalho teve como objetivo obter biodiesel a partir de “blend” de óleos vegetais (óleo de mamona e óleo de algodão) por meio de catálise heterogênea utilizando carvão ativado pilarizado como catalisador. Os CA’s de TM tiveram rendimentos acima de 25% em todos os tratamentos. Foi constatado caráter ácido dos CA’s, entre 4,0 e 5,0, sendo confirmado com a análise de ácido de Boehm. Na determinação de área BET foram encontrados resultados entre 31,16 mm2/g (T7) e 310,94 mm2/g (T8). Os CA’s apresentaram estrutura hexagonal com formação de túbulos, algumas amostras com canais mais definidos, sulcos celulósicos fibrosos e poros de diferentes tamanhos. No CAP houve diminuição da área superficial e volume dos poros, uma vez que estes se encontram preenchidos pelos pilares de alumínio. A utilização dos blends ajustaram algumas características dos óleos, destacando a diminuição na viscosidade. Para os testes catalíticos foi utilizado o blend F3. A conversão do blend em Ésteres Metílicos de Ácidos Graxos (FAME) variou de 67,04% (T1) e 89,92% (T8). Foi observado que as variáveis de Temperatura e Rotação apresentaram influência significativa na conversão do Blend em Biodiesel. De acordo com os resultados, pode-se concluir que o Carvão Ativado Pilarizado (CAP) mostrou-se eficiente quanto à produção de biodiesel em sistema aberto. / Although they are very efficient, the homogeneous catalysts used to obtain biodiesel present problems in the separation process of glycerine, biodiesel and catalyst. Among the heterogeneous catalysts studied, the application of activated carbon as catalytic support has been verified. However, there are no reports in the literature about the use of Pilarized Activated Charcoal as a catalyst in the transesterification process. Castor oil presents with potential in biodiesel production, but its density and viscosity are very high. An alternative found has been the use of blends. The objective of this work was to obtain biodiesel from vegetable oils blend (castor oil and cottonseed oil) by means of heterogeneous catalysis using activated charcoal pillarized as catalyst. The CAs of TM had yields above 25% in all treatments. It was verified acidic character of CAs, between 4.0 and 5.0, and was confirmed with the analysis of Boehm acid. In the determination of BET area results were found between 31.16 mm2/g (T7) and 310.94 mm2/g (T8). The CA's presented a hexagonal structure with formation of tubules, some samples with more defined channels, fibrous cellulosic grooves and pores of different sizes. In the PAC there was a decrease in the surface area and volume of the pores, since they are filled by the aluminum abutments. The use of the blends adjusted some characteristics of the oils, highlighting the decrease in viscosity. For the catalytic tests the blend F3 was used. The blend conversion to Fatty Acid Methyl Esters (FAME) ranged from 67.04% (T1) and 89.92% (T8). It was observed that the variables of Temperature and Rotation presented a significant influence on the conversion of Blend to Biodiesel. According to the results, it can be concluded that Pilarized Activated Carbon (CAP) was efficient in the production of biodiesel in the open system.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-06-06T13:30:10Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3420825 bytes, checksum: 01efcef37a91ed531386161c4808b5d1 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-06T13:30:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3420825 bytes, checksum: 01efcef37a91ed531386161c4808b5d1 (MD5) Previous issue date: 2016-02-26 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Os esgotos domésticos são misturas complexas que, mesmo após passar pelo tratamento biológico, ainda podem apresentar toxicidade e microcontaminantes em concentrações capazes de trazer prejuízos ao ambiente, sobretudo em locais onde não há legislação específica para esse caráter. A presente pesquisa teve por objetivos traçar um panorama dos estudos sobre toxicidade e microcontaminantes em esgotos sanitários realizados no Brasil e fazer um estudo em escala real, da remoção de compostos biologicamente ativos em três sistemas convencionais de tratamento de esgotos sanitários comumente empregados no país. O levantamento bibliográfico demonstrou que a remoção de toxicidade e microcontaminantes nas diversas tecnologias avaliadas é dependente de parâmetros estruturais e operacionais, sendo possível alcançar índices satisfatórios de remoção com a adequação desses parâmetros, com os lodos ativados apresentando os melhores resultados. Foi possível observar que a produção de dados no país ainda é bastante incipiente em muitas regiões, com as pesquisas estando mais concentradas nas regiões sudeste e sul. A avaliação de parâmetros físicos e químicos de três sistemas com diferentes tecnologias de tratamento: lodos ativados, UASB/filtro biológico percolador (FBP), tanque séptico/filtro anaeróbio) demonstrou que o tratamento aeróbio foi mais eficiente na remoção de matéria orgânica e nutrientes em relação aos outros dois sistemas, com eficiências de remoção de DQO acima de 90%, e até 70% nos outros dois. Quanto às toxicidades aguda e crônica aos organismos Daphnia similis e Ceriodaphnia dubia, os três sistemas foram capazes de reduzir ou remover os efeitos tóxicos, com o sistema de lodos ativados removendo de 87 a 100%. Nos sistemas anaeróbios, a toxicidade não foi completamente removida e efluente do sistema constituído de UASB/FBP foi o que apresentou potencial para causar toxicidade no corpo receptor. As amostras ainda foram submetidas a um protocolo de avaliação e identificação da toxicidade que revelou que os agentes tóxicos presentes são eliminados em pH ácido, com tratamentos adicionais que envolvam a volatilização ou oxidação. Com relação aos microcontaminantes, as amostras dos três sistemas foram submetidas ao ensaio YES (Yeast Estrogen Screen) para avaliação de atividade estrogênica e à análise cromatográfica por CG/EM para a identificação de compostos estrogênicos. Os resultados do ensaio YES revelaram que o sistema de lodos ativados foi o que apresentou melhor eficiência na remoção da estrogenicidade, com carga média afluente de 9,2 mg equivalentes de 17-β estradiol (EQ-E2)/dia, e efluente de 0,3 mg EQ-E2/dia. O sistema composto por UASB / FBP apresentou remoção mínima (1,8 e 1,5 ng EQ-E2/L, para entrada e saída, respectivamente) e o de tanque séptico/filtro anaeróbio registrou acréscimo da atividade estrogênica de 1,6 ng EQ-E2/L na entrada para 2,3 ng EQ-E2/L na saída, no período amostrado. Os resultados qualitativos das análises cromatográficas revelaram a detecção esporádica dos hormônios naturais estrona, 17-β estradiol e estradiol e o sintético 17-β-etinilestradiol nos três sistemas. Os alquilfenóis 4-octil e 4-nonilfenol foram raramente detectados, enquanto o bisfenol A foi o analito mais frequentemente detectado nas amostras. Foram detectados hormônios em amostras de sedimento do ponto de lançamento dos efluentes dos sistemas anaeróbios, os quais não estavam presentes nas amostras de sedimento a montante do lançamento, sugerindo a contribuição dos efluentes tratados nesses sistemas para a contaminação do sedimento. / Domestic wastewaters are complex mixtures that can still present toxicity and microcontaminants at concentrations capable of causing environmental harm even after biological treatment, especially where no specific discharge limits for such characteristics exists. The objectives of this research were to present a panorama of Brazilian studies on domestic wastewater toxicity and microcontaminant removal and to monitor removal of toxicity in three full-scale wastewater treatment plants that operate different, commonly used biological processes, over the course of a year. The literature review on Brazilian research demonstrated that toxicity and microcontaminant removal by the various technologies evaluated depends on system design and operational parameters and that satisfactory removal efficiencies can be achieved by properly adjusting these parameters, with the activated sludge process presenting the best results. It was also observed that research in this field is still quite incipient in many regions of Brazil, with most studies concentrated in the southern and southeastern states. Evaluation of physical and chemical parameters in the three full- scale systems - activated sludge (AS), UASB reactor-trickling filter (UASB/TF) and septic tank-anaerobic filter (ST/AF) – showed that the fully aerobic AS process was more efficient than the others in removing organic matter and nutrients, with COD removal over 90% for the AS system and up to 70% in the other two. All three systems were able to reduce or remove acute toxicity to Daphnia similis and chronic toxicity to Ceriodaphnia dubia, with 87-100% removal in the AS plant. Toxicity was not completely removed in the ST/AF and UASB/TF systems and the treated wastewater at the outlet of the latter presented potential to cause toxicity in the receiving water. Phase I toxicity identification evaluations were carried out on all toxic system inlet and outlet samples and it was found that toxicity was most consistently reduced or eliminated after aeration at acid pH, suggesting oxidation and, or volatilization of acidic substances as probable toxicity removal mechanisms, supporting the higher removal efficiency observed in the AS system. Samples from the three systems were analyzed using the yeast estrogen screen (YES) assay to evaluate estrogenic activity and by gas chromatography-mass spectrometry for detection of eight estrogenic compounds. YES test results revealed that the AS system presented the highest estrogenicity removal efficiencies, with average inlet and loads of 9.2 and 0.3 mg 17- β estradiol equivalents (E2 eq.)/d. The UASB/TF system presented minimal estrogenicity removal (average concentrations of 1.8 and 1.5 ng E2 eq./L for inlet and outlet samples, respectively), while the ST/AF system increased estrogenic activity, with average concentrations of 1.6 and 2,3 ng E2 eq./L for inlet and outlet samples, respectively, during the monitoring period. The natural hormones estrone, 17-β- estradiol, estriol and the synthetic 17-β-ethinylestradiol were sporadically detected in the three systems, while 4-octylphenol and 4-nonylphenol were rarely detected. Bisphenol A was the most frequently detected of the compounds evaluated. Hormones were detected in sediment samples downstream, but not upstream of the UASB/TF and ST/AF discharge pipes, suggesting that the treated wastewaters contributed to sediment contamination.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-06-28T16:31:43Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1724968 bytes, checksum: 06a5ec19e8d9313f3fb7e8dfc747e57c (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-28T16:31:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1724968 bytes, checksum: 06a5ec19e8d9313f3fb7e8dfc747e57c (MD5) Previous issue date: 2017-02-17 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O presente estudo teve como objetivo avaliar o decaimento e a relação entre as concentrações de enterovírus cultiváveis e de colifagos somáticos em lodo de esgoto durante secagem em estufa de secagem, caracterizando a exposição humana a perigo microbiológico no tratamento e no uso agrícola do lodo. O tratamento em estufa consistiu na disposição do lodo de esgoto desaguado em leiras, que foram revolvidas manualmente uma vez por semana, quando também se realizava coleta de amostras para análise de umidade (U), sólidos totais (ST), pH, coliformes totais (CT), Escherichia coli (EC), vírus entéricos infecciosos (VEI) e colifagos somáticos (CS). A exposição de trabalhadores e de consumidores de hortaliças a perigo microbiológico (CT, EC, VEI e CS) foi avaliada por meio da coleta e análise: da água de lavagem das mãos da pesquisadora responsável, representante da figura do trabalhador do serviço de saneamento, após manejo semanal das leiras de lodo ao longo do tratamento; da água de lavagem das mãos de dois voluntários, representantes da figura do trabalhador rural, responsáveis pela montagem de cada canteiro de hortaliça (alface e cenoura), onde foi usado como adubo tanto lodo tratado quanto lodo tratado inoculado com VEI e CS de referência e de amostras da mistura solo+lodo no momento da colheita das hortaliças. A exposição do consumidor foi verificada através da análise de amostras das hortaliças após período de cultivo recomendado. Entre fevereiro e novembro de 2015, nove lotes de lodo de esgoto (L1 a L9) foram tratados em estufa de secagem, onde permaneceram em média por 13 semanas. As temperaturas médias estimadas do ar dentro da estufa variaram de 28,8 a 33,5° C. O pH se manteve estável na maioria dos lotes com valores entre 5,0-6,0. Após aproximadamente 60 dias de tratamento, todos os lotes apresentavam umidade abaixo de 10%, exceto L3 e L4 (10-25%). O tempo necessário para atingir 90% de sólidos totais variou entre 40-50 dias (L1 e L7), 55-65 dias (L5 e L6) e 85-100 dias (L2, L3 e L4). Durante a higienização dos lotes de lodo em estufa de secagem, observou-se que L2, L5, L7, L8 e L9 levaram até 20 dias para alcançarem qualidade classe B (coliformes termotolerantes < 10 6 NMP/g ST). O tempo de tratamento necessário para que cada lote passasse do tipo Classe B para Classe A (<1x103 NMP EC/g ST) foi em média de 50-60 dias para a maioria dos lotes (L2, L3 L6, L7 e L8). A detecção de vírus nas amostras de lodo analisadas durante a secagem do lodo em estufa foi muito baixa, impossibilitando inferir sobre níveis de contaminação e grau de decaimento. Mas colifagos somáticos foram detectados em amostras com menos de 10% de umidade. As amostras de água de lavagem das mãos, da mistura solo+lodo e de alface apresentaram baixas concentrações ou ausência de vírus entéricos infecciosos e colifagos somáticos. Sob as condições testadas no presente estudo, foi possível evidenciar que a secagem de lodo de esgoto em estufa de secagem se apresentou como técnica simples e eficiente na obtenção de produto granulado, seco e com níveis de redução da contaminação bacteriana que atendeu ao padrão de qualidade estabelecido como seguro para uso agrícola conforme a legislação brasileira. Colifagos somáticos persistiram na secagem do lodo em estufa de secagem e no plantio de hortaliças. Sugere-se que trabalhadores do serviço de saneamento, trabalhadores rurais e consumidores de hortaliças estariam expostos a baixos níveis de contaminação bacteriana e virológica. / The aim of the study was to evaluate the decay and the relationship between the concentrations of infectious enteric viruses (IEV) and somatic coliphages (SC) in sewage sludge dried in an agricultural greenhouse and characterize human exposure to microbiological hazard during treatment and agricultural use of the sludge. The greenhouse treatment consisted of disposing the dewatered sewage sludge in piles which were manually turned once a week, when samples were taken for analysis of: moisture (U) total solids (TS), pH, total coliforms (TC), Escherichia coli (EC), infectious enteric virus (IEV) and somatic coliphages (SC). Human exposure (workers and consumers) to microbiological hazard (TC, EC, IEV and SC) was evaluated through the collection and analysis of: handwashing water of the responsible researcher (sanitation service worker) after weekly management of piles of sludge during treatment; handwashing water of the two volunteers (rural workers) responsible for the production of each vegetable (lettuce and carrots), using as fertilizer either treated sludge as inoculated treated sludge with IEV as well as samples of the soil+sludge mixture at harvest time. Consumer exposure was verified by analyzing vegetables samples after the recommended cultivation period for crops. Between February and November 2015, nine batches of sewage sludge (B1 to B9) were treated in a greenhouse, where they remained on average for 13 weeks. The estimated average temperature of the air inside the greenhouse ranged from 28,8 to 33,5° In most batches sludge remained pH between 5.0-6.0. C. After about 60 days of treatment, all batches had less than 10% of the humidity, except B3 and B4 (10-25%). The time required to reach 10% of humidity ranged between 40-50 (B1 to B7), 55-65 (B5, B6) and 85-100 (B2, B3 and B4) days. During sanitation of the sludge batches in a greenhouse, it was observed that L2, L5, L7, L8 and L9 took 20 days to achieve quality Class B (EC <106 MPN/g TS). Batches took 50-60 days on average to catch E. coli levels <1x103 NMP/g TS. The detection of somatic coliphages in sludge samples was low and sporadic. The detection of vírus in sludge samples during sludge drying in a greenhouse was low, which made it impossible to infer about contamination levels and degree of decay, although somatic coliphages were detected in samples with less than 10% moisture. Samples of handwashing water, soil+sludge mixture and lettuce showed low concentrations or absence of infectious enteric virus and somatic coliphages. Drying sewage sludge in an agricultural greenhouse is a simple and effective process for obtaining a dry and granular product and reducing bacterial contamination to levels established to be safe for agricultural use under Brazilian law. Somatic coliphages persisted during the sludge drying in an agricultural greenhouse and in biosolids-amended soil under vegetables cultivation. Also, it’s suggested that sanitation service workers, farm workers and consumers of vegetables would be exposed to low levels of bacterial and virological contamination.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-10-05T12:49:16Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 771699 bytes, checksum: 153355cc3f8facaac94bf4a176f89b69 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-05T12:49:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 771699 bytes, checksum: 153355cc3f8facaac94bf4a176f89b69 (MD5) Previous issue date: 2005-07-29 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Neste trabalho foi avaliada a aplicação combinada dos processos foto- Fenton e lodos ativados, para o tratamento de efluentes de indústria de celulose branqueada kraft. O processo foto-Fenton foi empregado antes e após o tratamento biológico dos efluentes. Na primeira etapa da pesquisa foram estudadas as condições de tratamento (pH do meio, concentração, proporção e forma de aplicação dos reagentes H2O2 e Fe 2+), avaliando os seus efeitos sobre a eficiência do processo foto-Fenton, aplicado no tratamento de efluentes de indústria de celulose kraft branqueada. A eficiência dos tratamentos foi monitorada principalmente através da remoção de DQO dos efluentes. Por este motivo, foi avaliado e proposto um método para corrigir os erros no valor da DQO, causados por possíveis residuais de H2 O2 nos efluentes. Após avaliadas as melhores condições para o tratamento químico, os efluentes foram tratados através dos processos combinados (químico + biológico e biológico + químico) e também pelo processo convencional (lodos ativados convencional), que serviu como referência. Os tratamentos químicos foram realizados com três doses distintas do reagente de Fenton. Os resultados mostram que o pH ótimo para o tratamento dos efluentes, através do processo foto-Fenton, foi igual a 3. Dosagens mais elevadas de H2 O2 aumentaram a remoção da DQO dos eflue ntes tratados pelo processo químico. Contudo, este aumento não foi diretamente proporcional ao incremento na dosagem de H2O2. Foram encontrados efeitos de interação entre as proporções e as dosagens dos reagentes H2O2 e Fe2+ , devendo ser ressaltado que, para a maioria dos casos, a proporção de 100:1 levou à maiores reduções na DQO dos efluentes. Os s processos combinados aumentaram as remoções globais de DQO, TOC e AOX dos efluentes, comparados ao tratamento convencional. Contudo, a remoção biológica da DQO e TOC foi menor para os tratamentos combinados. Em alguns casos, os tratamentos combinados aumentaram a cor dos efluentes. No entanto, o processo foto-Fenton, quando aplicado após o tratamento biológico e com doses de H2O2 iguais a 500 e 1.000 mg L-1, removeu mais de 99% da cor dos efluentes. Os mesmos tratamentos reduziram o valor da DQO dos efluentes para menos de 90 mg L-1. Todos os tratamentos removeram mais de 90% da DBO5 dos efluentes. / This work evaluated the combined application of the photo-Fenton and activated iodine processes to the treatment of bleached kraft cellulose industry effluents. The photo-Fenton process was applied before and after the biological treatment of the effluents. During the first stage of this research, the treatment conditions (medium pH, concentration, proportion and mode of application of the reagents H2 O2 and Fe2+ ), were studied by evaluating their effects on the efficiency of the photo Fenton process application to the treatment of bleached kraft cellulose industry effluents. Treatment efficiency was monitored mainly through COD removal from the effluents. Thus, a method was evaluated and proposed to correct the errors in the COD values, caused by possible H O2 residues in the effluents. After evaluation of the best conditions for the chemical treatment, the effluents were treated through combined processes (chemical+ biological and biological + chemical) and also by conventional process (conventional activated iodine), which was used as reference. The chemical treatments were carried out with three distinct doses of the Fenton reagent. The results showed that optimum pH for the treatment of the effluents through the photo-Fenton process was equal to 3. Higher H O2 dosages increased COD removal from the effluents treated by the chemical process. However, such increase was not directly proportional to the increase in H2 O2 dosage. Effects of the interaction between the proportions and dosages of the reagents H2O2 and Fe2+ were found, and it must be emphasized that, for most of the cases, the proportion of 100:1 led to the greatest reductions in the COD of the effluents. The combined processes increased the global COD, TOC and AOX removals from the effluents, compared to the conventional treatment. However, the biological removal of COD and TOC was lower for the combined treatments. In some cases, the combined treatments enhanced the color of the effluents. However, when applied afte r the biological treatment, and at H2 O2 doses equal to 500 and 1.000 mg L-1, the photo-Fenton process removed more than 99% of the color of the effluents. The same treatments reduced the COD value of the effluents to less than 90 mg L-1. All the treatments removed over 90% of the BOD from the effluents.