Orientador: Jose Euclides Stipp Paterniani / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-06T17:36:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marrara_DaniloAparecidoFaveri_M.pdf: 739626 bytes, checksum: a356e874839131fd6c648e10f03c0b05 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: A filtração lenta é uma alternativa viável para regiões rurais afastadas dos grandes centros urbanos que necessitam de um sistema de tratamento de água de baixo custo de implantação, assim, presente trabalho avaliou a eficiência e o desempenho da filtração lenta em uma instalação piloto de filtração em areia e manta não tecida, e carvão ativado, precedida de um pré-filtro em pedregulho para tratamento de efluente de um sistema composto um de reator anaeróbio compartimentado e de leitos cultivados (wetlands) para tratamento de esgoto doméstico. Ênfases específicas foram dadas na avaliação da Filtração Lenta com meio filtrante de areia e manta não tecida e meio filtrante de areia com camada de carvão ativado granular e manta não tecida. Para uma taxa de filtração média de 3 m3/m2.dia, obteve-se uma eficiência média na remoção de sólidos em suspensão de 36,2% para o filtro lento de carvão e areia e manta não tecida e 28,2% para o filtro lento de areia e manta não tecida. A eficiência na remoção de turbidez foi de 43,2% no filtro de carvão e areia e manta não tecida e 33,2% no filtro de areia e manta não tecida. Para a cor obteve-se uma eficiência média de 39,3% para o filtro lento com camada de carvão e areia e manta não tecida e 26,0% para o filtro lento de areia e manta não tecida. A eficiência média na remoção de coliformes totais foi de 74,6% para o filtro lento de carvão e areia e manta não tecida e de 57,6% para o filtro lento de areia e manta não tecida. A remoção média de E.coli foi de 72,7% para o filtro lento de carvão e areia e manta não tecida e de 70,8% para o filtro lento de areia e manta não tecida. Devido à simplicidade de construção e operação, o filtro lento de carvão e areia e manta não tecida pode ser aplicado para tratamento de efluentes domésticos em pequenas comunidades bem como pode ser utilizado para melhorar a qualidade de um efluente a ser lançado em corpos d¿água ou se utilizar desta tecnologia simples para tratar água para fins de reuso / Abstract: The slow sand filtration is a viable economic alternative for small communities moved away from the great urban centers. This work evaluated the efficiency of a slow filter with sand layer, activated carbon and non-woven synthetic fabric, compared with a slow filter of sand and non-woven synthetic fabric to treat constructed wetland effluent. The results had shown the removal of 74,6% of total coliforms for the slow sand filter with activated carbon and 57.6% for the slow sand filter without activated carbon. The solid reduction was 36,2% for the filter with activated carbon and 26.2% for the filter without activated carbon. For the turbidity, the reduction of 43,2% for the filter with activated carbon against 33,2% for the filter without activated carbon, and for color the filter with activated carbon got 39.3% of efficiency against 26,0% for the filter without activated carbon. Due to simplicity of construction and operation, the slow sand filter with activated carbon, sand and non-woven synthetic fabric can be applied for treatment of domestic sewer in small communities and can be used to improve the quality of an effluent to be launched in water or use this simple technology to water treatment and water reuse / Mestrado / Saneamento e Ambiente / Mestre em Engenharia Civil

Orientador: Darcy Hiroe Fujii Kanda / Banca: Luiz Francisco Malmonge / Banca: Dante Luis Chinaglia / Resumo: Compósitos poliméricos condutores, também chamados de polímeros condutores extrínsecos, têm sido alvo de intensa pesquisa científica devido ao seu grande potencial de aplicação nos mais diversificados setores industriais. Esses materiais combinam as características de um polímero (leveza, flexibilidade, fácil processamento) com as de cargas condutoras (alta condutividade). O poliuretano derivado de óleo de mamona (PUR) é um polímero obtido pela mistura de pré-polímero e poliol (derivado de óleo de mamona) que apresenta grande potencial para ser utilizado como matriz polimérica em compósitos. Ele possui propriedades equivalentes aos dos poliuretanos (PU) convencionais e tem como vantagem ser um polímero biodegradável e proveniente de fonte renovável. Em relação às cargas condutoras, o negro de fumo (NF) é um dos materiais mais utilizados para esse fim, enquanto que pouco se encontra na literatura sobre o carvão ativado nano em pó (CANP), mesmo possuindo estrutura semelhante e maior condutividade que o NF. Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivo viabilizar os processos de síntese e fazer a caracterização elétrica dos compósitos poliuretano derivado de óleo de mamona/carvão ativado nano em pó (PUR/CANP) e poliuretano derivado de óleo de mamona/negro de fumo (PUR/NF) na forma de filmes pelo método "casting", mantendo fixa a razão pré-polímero/poliol e variando a fração de volume de CANP e NF. A análise térmica foi feita por Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC), o estudo da condutividade dc e ac foram feitas pelo Método de Duas Pontas (tensão x corrente) (MDP) e pela técnica de Espectroscopia de Impedância Elétrica (EIE), respectivamente, e a análise morfológica foi feita em Microscópio Eletrônico de Varredura com canhão de elétrons por... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Conductive polymer composites, also called extrinsic conducting polymers, has been the subject of intense scientific research due to its great potential for industrial application. These materials combine the characteristics of a polymer (lightness, flexibility, easy processing) with the conductive fillers (high conductivity). The castor oil based polyurethane (PUR) is a polymer obtained from pre-polymer and polyol (based castor oil) mixing which has great potential to be used as matrix polymer in composites. It has properties equivalent to those of conventional polyurethane (PU) and has the advantage of being a biodegradable polymer and from a renewable source. In relation to conductive fillers, carbon black (CB) is one of the most widely used materials for this purpose, while in the literature there are few data about activated carbon nanopowder (ACNP), despite having similar structure and that the higher conductivity than CB. In this context, this work aims to provide the synthesis processes and electrically characterize of composite castor oil based polyurethane/activated carbon nanopowder (PUR/ACNP) and castor oil based polyurethane/carbon black (PUR/CB) in the form of films by casting, keeping the ratio pré-polímero/poliol fixed and varying the volume fraction ACNP and CB. The sample were characterized using Differential Scanning Calorimetry (DSC), Two Points Method (voltage x current) (TPM), Electrical Impedance Spectroscopy (EIS) and Scanning Electron Microscope with electron gun for field emission (FEG-SEM). DSC results showed that the glass transition temperature (Tg) of composites do not depend of type or volume fraction of conductive fillers. The results of electrical analysis showed that the samples of PUR/CB have lower percolation threshold than those of PUR/ACNP (20% vs. 40%). This result is due the distribution... (Summary complete electronic access click below) / Mestre

As fibras-de-coco (Cocos nucifera) quando destinadas em aterros sob condições anaeróbias, provocam a emissão de metano, um dos mais importantes gases de efeito estufa. Neste trabalho, são propostos usos das fibras-de-coco misturadas em diferentes relações com resíduos alternativos, com o objetivo de mitigar os impactos provocados pelos resíduos, possibilitando a produção de carvão ativado. Como alternativa, fez-se a proposição de se utilizar a relação coco/resíduo igual a 100/0, 75/25, 50/50, 25/75 e 0/100, coletando-se os resíduos de laranja, banana, caju e acerola (bagaço e cascas) nos locais apropriados. Para análise imediata foram determinados os teores de cinzas (a 600 C) e umidade (a 105 C) segundo a norma ASTM D-1762/64, os teores de material volátil (a cinza em mufla a 950 C) e de carbono fixo, segundo a norma ASTM D-1762/64, e o poder calorífico, segundo a norma ABNT-NBR 8633/84, dos diversos tratamentos. Os dados obtidos foram submetidos à análise estatística onde foi possível elaborar gráficos que demonstrassem a relação entre as determinações realizadas, indicando a mistura da fibra-de-coco com acerola e com banana a mais promissora. / The coconut fibers (Cocos nucifera) when intended in landfills under anaerobic conditions, cause the emission of methane, one of the most important greenhouse gas. In this work, is proposed the use of coconut fiber mixed in different ratios with alternative waste in order to mitigate the impacts caused by waste, enabling the production of new products. As an alternative, it was proposed to do the relationship coconut / residue equal to 100/0, 75/25 50/50 25/75 and 0/100 by collecting the waste orange, banana, and cashew acerola (pulp and peel) in the appropriate places. For immediate analysis were determined the ash content (600 C) and humidity (105 C)ASTM D-1762/64, the levels of volatile material (ash in a muffle furnace at 950 C) and fixed carbon, ASTM D-1762/64, and calorific power, according to ABNT-NBR 8633/84, the various treatments. The data were submitted to statistical analyzes where it was possible to draw graphs that demonstrate the relationship among the measurements performed, indicating the mixture of coconut fiber with cherry and banana the most promising.

Orientador: Cláudio Cabello / Banca: Fernando Broetto / Banca: Magali Leonel / Banca: Ana Paula Cerino Coutinho / Banca: Mariana Schimidt Rechsteiner / Resumo: 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... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: 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) / Doutor

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DoutSMP.pdf: 1317200 bytes, checksum: 79dde377784158c00b81b651c941bf26 (MD5) Previous issue date: 2003-06-23 / Universidade Federal de Minas Gerais / A laboratory-scale investigation of SO2 scrubbing was carried out in a 77.92mm (diameter) × 80.00mm trickle bed with 2.00-2.36mm activated carbon particles using continuous and periodically interrupted liquid flows. The effects of cycle period (10 and 20 minutes), cycle split (0.1, 0.2 and 0.3), superficial gas velocity (20, 40 and 60mm/s), and superficial liquid velocity (2mm/s) on SO2 removal and sulfuric acid production were investigated using a simulated flue gas containing SO2 at 500, 1,000 and 1,500ppm. The average removal efficiency of the periodic operation varied from 40 to almost 100%. The major variables controlling periodic operation performance were found to be the superficial gas velocity and the SO2 concentration. The extent of SO2 removal increased with decreasing cycle period and increasing split. Continuous operation runs achieved practically 100% scrubbing efficiency in all tests performed. Sulfuric acid production rates ranged from 0.649×10-8 to 0.256×10-7mol/g catalyst.s. The concentration of sulfuric acid produced was proportional to both the initial SO2 concentration and the gas superficial velocity. Some sulfuric acid production rates data for periodic operation overlapped those obtained in continuous liquid flow experiments. The advantage for the periodic operation was the higher acid concentrations produced and the lower pressure drops across the trickle bed without carbon losses. However, sulfuric acid production should not be regarded as an end in itself for the periodic operation, as the main goal of this gas treatment route is the removal of sulfur dioxide. / O desempenho dos modos periódico e contínuo de operação para o tratamento de uma mistura gasosa de SO2 em ar foi analisado utilizando-se um reator de aço inox, em escala de bancada de 77,92mm de diâmetro interno, contendo leito fixo de carvão ativado de 80,00mm de altura, com partículas de 2,00 a 2,36mm. Foram obtidas as eficiências médias de remoção do gás e as concentrações de ácido sulfúrico produzido nas soluções líquidas de saída, em função da concentração inicial de SO2 (500, 1.000 e 1.500ppm), da velocidade superficial do gás (20, 40 e 60mm/s), da velocidade superficial do líquido (2mm/s) e, no caso da operação periódica, da duração dos ciclos (períodos de 10 e 20 minutos) e da fração de descarga (0,1, 0,2 e 0,3). A eficiência média de remoção da operação periódica variou de 40 a aproximadamente 100%. O desempenho do processo sofreu maior influência da variação da velocidade superficial do gás e de sua concentração inicial. A remoção do dióxido de enxofre foi mais efetiva ao se diminuir o período e se aumentar a fração de descarga. Com a operação contínua foram obtidas eficiências médias de remoção de aproximadamente 100% em todos os casos. As taxas de produção de ácido sulfúrico variaram entre 0,649×10-8 e 0,256×10-7mol/g catalisador.s. Em alguns casos, a operação periódica foi responsável por taxas de produção de ácido sulfúrico maiores que as da operação em estado estacionário. A concentração de ácido produzido foi proporcional à concentração inicial e à velocidade superficial do gás. Os resultados indicam que a vantagem da interrupção periódica do escoamento de líquido é o potencial para produção de ácido sulfúrico mais concentrado com menor perda de carga no leito sem perdas expressivas de carvão. Porém, a produção de ácido sulfúrico não deve ser encarada como um fim em si para a operação periódica, uma vez que o principal objetivo dessa via de tratamento do gás é o abatimento do dióxido de enxofre.

A crescente taxa de urbanização com descarga de esgoto sem tratamento prévio nos ecossistemas aquáticos e o aumento do uso de fertilizantes para desenvolvimento agrícola são causas da aceleração da floração de cianobactérias em águas de mananciais destinadas ao consumo humano. Cabe ao tratamento de água para abastecimento atender as especificações da legislação em relação à potabilidade necessitando remover as cianobactérias e suas toxinas. Este trabalho teve por objetivo estudar a utilização de bagaço de cana-de-açúcar in natura para adsorção de microcistina-LR da Microcystis aeruginosa em comparação com o carvão ativado. Foram realizados ensaios de adsorção a temperatura ambiente, com três concentrações iniciais de microcistina-LR: 3,83, 3,33 e 2,36 μg.L-1 no tempo total de 10 h, e a caracterização físico-química dos adsorventes para analisar a remoção da microcistina-LR. O desempenho da adsorção foi avaliado pela capacidade adsortiva e pela eficiência da remoção de toxina. Os resultados para o bagaço de cana-de-açúcar in natura não possibilitaram o alcance do limite inferior de concentração de microcistina de 1,0 μg.L-1 estabelecido na Portaria MS 2914/2011, porém, permitiram eficiência 8% maior de remoção da microcistina no bagaço de cana-de-açúcar comparado ao carvão ativado para maior concentração de adsorvato, mesmo apresentando área superficial de 1,28 m2.g-1 e superfície menos porosa e heterogênea que o carvão. A melhor taxa de remoção foi de 65%. de microcistina para concentração de 2,36 μg.L-1 no carvão ativado. Verificou-se também que o desempenho dos adsorventes foi melhor representado pelo Modelo da Isoterma de Freundlich do que pelo Modelo da Isoterma de Langmuir. De modo geral, a utilização do bagaço de cana-de-açúcar in natura para remoção de microcistina demonstra ser uma alternativa no tratamento de água comparado a outros adsorventes, porém, necessitando ser melhor estudada. / Increasing urbanization rate with untreated sewage discharge in aquatic ecosystems, and the increased use of fertilizers for agricultural development are causes of the acceleration of cyanobacterial bloom in water fountains which are intended for human consumption. It is important that the treatment for water supply meets the specifications of legislation for the potability that requires removing cyanobacteria and their toxins. This work aimed to study the use of in natura sugarcane bagasse for microcystin-LR adsorption of Microcystis aeruginosa compared to activated carbon. Adsorption experiments were carried out at room temperature with three initial concentrations of microcystin-LR: 3.83, 3.33 and 2.36 μg.L-1 total time of 10 h, and physico-chemical characterization of adsorbents analyzing the removal of microcystin-LR. The performance was evaluated by the adsorption capacity and adsorption by the toxin removal efficiency. The results for in natura sugarcane bagasse did not allow the scope of microcystin concentration lower limit of 1.0 μg.L -1 established in the MS 2914/2011, however, it allowed 8% higher efficient removal of microcystin in bagasse sugarcane compared to activated carbon to higher concentration of adsorbents, even with surface area of 1.28 m2.g-1 and less porous and heterogeneous surface than coal. The best removal rate was 65% microcystin concentration to 2.36 μg.L-1 on activated carbon. It was also found that the performance of adsorbents was best represented by the Freundlich Isotherm of Model than the Model Langmuir Isotherm. In general, the use of in natura sugar bagasse for removing microcystin proves to be an alternative water treatment compared to other adsorbents, however, it needs further studies.

O alto custo do carvão ativado tem motivado a busca por materiais adsorvedores de baixo custo, como os subprodutos industriais. Neste sentido, o uso dos subprodutos industriais de xisto: finos de xisto (XC), xisto retortado (XR) e xisto retortado com pneus (XRP), proveniente do processo PETROSIX/PETROBRAS, e o catalisador exaurido (CAT), da unidade de FCC (Craqueamento Catalítico em Leito Fluidizado), foram caracterizados e utilizados neste trabalho na adsorção de compostos orgânicos de efluente líquido industrial. O objetivo geral deste estudo é modelar matematicamente o processo de adsorção de compostos orgânicos em xisto, catalisador exaurido de FCC e carvão ativado em pó, utilizando o modelo HSDM (Modelo de Difusão por Superfície Homogênea), e o comportamento hidráulico do sistema adsorvedor. A caracterização estrutural e química de várias amostras de xisto (finos de xisto, xisto retortado e xisto retortado com pneus) e do catalisador exaurido de FCC, além do desenvolvimento de um modelo computacional para a simulação do processo de adsorção são contribuições adicionais ao trabalho. Os resultados de caracterização dos adsorventes de xisto mostram que estes materiais são basicamente macroporosos e com área superficial em torno de 0,51 a 3,36 2 . 1 m g , além de apresentarem as mesmas estruturas cristalinas, e micrografias características dos argilominerais. Já o adsorvente CAT mostrou-se formado basicamente por faujasita, sílica e alumina, apresentando-se na forma de grânulos esféricos, irregulares e microporosos, com área superficial característica de materiais zeolíticos (148 e 155 2 . 1 m g ). Os ensaios de adsorção realizados nos efluentes sintéticos e industriais (Fenólico e Petroquímico) mostraram que existe potencial de aplicação dos subprodutos industriais de xisto e CAT na remoção de compostos orgânicos (corantes, fenóis e COT) destes efluentes. Os resultados das simulações obtidos do modelo proposto mostraram que o tratamento unicamente por adsorção em xisto ou CAT, tendo em vista os padrões ambientais de descarte de efluente (resolução CONAMA 357), é inviável. Isto por que a quantidade de adsorvente requerida é muito elevada. Entretanto, tais adsorventes podem ser utilizados na redução da carga orgânica de ambos os efluentes. Por questões de transporte, é indicado que cada subproduto industrial seja utilizado na própria indústria que lhe deu origem. Ou seja, o CAT é indicado para o tratamento do efluente Petroquímico e os adsorventes de xisto para o Fenólico. / The high cost of the activated carbon has motivated the search of low cost adsorbents such as industrial by-products. In this sense, the use of industrial by-products of oil shale: Oil Shale (XC), Pirolized Oil Shale (XR) and Pirolized Oil Shale with Tires (XRP), from PETROSIX/PETROBRAS, and the spent catalyst (CAT), from FCC (Fluid Catalytic Cracking) unit were characterized and used in this work in the adsorption of organics compounds of industrial liquid effluent. The main contribution of this thesis is to propose a mathematical model to the adsorption process of organic compounds in oil shale, spent catalyst of FCC and powdered activated carbon. This model is based on HSDM (Homogeneous Surface Diffusion Model) model and on the hydraulic behavior of the adsorbent system. Other contribution is the structural and chemical characterization of several samples of oil shale (oil shale, Pirolized oil shale and Pirolized oil shale with Tires) and of the spent catalyst of FCC. A computational model to simulate the adsorption process of these materials is also developed and can be considered an additional contribution of this work. Experimental and simulated results allow characterization of the oil shale adsorbent as basically macroporous and with superficial area about 0.51 to 3.36 m2.g-1. In addition, they present the same crystal structures and clay micrografies characteristics. The adsorbent CAT is composed basically by Faujasite, silica and alumina. They present spherical beads, irregular forms and micropores, with superficial area characteristics of zeolitic materials (148 and 155 m2.g-1). The adsorption tests realized in the synthetic and industrial effluents (Phenolic and Petrochemical) showed the potential of application of the industrial by-products of oil shale and CAT in the removal of organics compounds (dyes, Phenol and COT) of these effluents. In respect of environmental standards to effluents disposal (CONAMA resolution 357), simulations results, obtained with the proposed model, has demonstrated that the use of only oil shale or CAT is not viable, because the high quantity of adsorbents required. However, such adsorbents can be used in the reduction of organic loads in both effluents, when combined with other processes. Each adsorbent showed be used where it is produced because of transportation cost. The CAT is indicated for the treatment of Petrochemical effluent while the others adsorbents may be applied in the phenolic effluent treatment.

A crescente taxa de urbanização com descarga de esgoto sem tratamento prévio nos ecossistemas aquáticos e o aumento do uso de fertilizantes para desenvolvimento agrícola são causas da aceleração da floração de cianobactérias em águas de mananciais destinadas ao consumo humano. Cabe ao tratamento de água para abastecimento atender as especificações da legislação em relação à potabilidade necessitando remover as cianobactérias e suas toxinas. Este trabalho teve por objetivo estudar a utilização de bagaço de cana-de-açúcar in natura para adsorção de microcistina-LR da Microcystis aeruginosa em comparação com o carvão ativado. Foram realizados ensaios de adsorção a temperatura ambiente, com três concentrações iniciais de microcistina-LR: 3,83, 3,33 e 2,36 μg.L-1 no tempo total de 10 h, e a caracterização físico-química dos adsorventes para analisar a remoção da microcistina-LR. O desempenho da adsorção foi avaliado pela capacidade adsortiva e pela eficiência da remoção de toxina. Os resultados para o bagaço de cana-de-açúcar in natura não possibilitaram o alcance do limite inferior de concentração de microcistina de 1,0 μg.L-1 estabelecido na Portaria MS 2914/2011, porém, permitiram eficiência 8% maior de remoção da microcistina no bagaço de cana-de-açúcar comparado ao carvão ativado para maior concentração de adsorvato, mesmo apresentando área superficial de 1,28 m2.g-1 e superfície menos porosa e heterogênea que o carvão. A melhor taxa de remoção foi de 65%. de microcistina para concentração de 2,36 μg.L-1 no carvão ativado. Verificou-se também que o desempenho dos adsorventes foi melhor representado pelo Modelo da Isoterma de Freundlich do que pelo Modelo da Isoterma de Langmuir. De modo geral, a utilização do bagaço de cana-de-açúcar in natura para remoção de microcistina demonstra ser uma alternativa no tratamento de água comparado a outros adsorventes, porém, necessitando ser melhor estudada. / Increasing urbanization rate with untreated sewage discharge in aquatic ecosystems, and the increased use of fertilizers for agricultural development are causes of the acceleration of cyanobacterial bloom in water fountains which are intended for human consumption. It is important that the treatment for water supply meets the specifications of legislation for the potability that requires removing cyanobacteria and their toxins. This work aimed to study the use of in natura sugarcane bagasse for microcystin-LR adsorption of Microcystis aeruginosa compared to activated carbon. Adsorption experiments were carried out at room temperature with three initial concentrations of microcystin-LR: 3.83, 3.33 and 2.36 μg.L-1 total time of 10 h, and physico-chemical characterization of adsorbents analyzing the removal of microcystin-LR. The performance was evaluated by the adsorption capacity and adsorption by the toxin removal efficiency. The results for in natura sugarcane bagasse did not allow the scope of microcystin concentration lower limit of 1.0 μg.L -1 established in the MS 2914/2011, however, it allowed 8% higher efficient removal of microcystin in bagasse sugarcane compared to activated carbon to higher concentration of adsorbents, even with surface area of 1.28 m2.g-1 and less porous and heterogeneous surface than coal. The best removal rate was 65% microcystin concentration to 2.36 μg.L-1 on activated carbon. It was also found that the performance of adsorbents was best represented by the Freundlich Isotherm of Model than the Model Langmuir Isotherm. In general, the use of in natura sugar bagasse for removing microcystin proves to be an alternative water treatment compared to other adsorbents, however, it needs further studies.

O alto custo do carvão ativado tem motivado a busca por materiais adsorvedores de baixo custo, como os subprodutos industriais. Neste sentido, o uso dos subprodutos industriais de xisto: finos de xisto (XC), xisto retortado (XR) e xisto retortado com pneus (XRP), proveniente do processo PETROSIX/PETROBRAS, e o catalisador exaurido (CAT), da unidade de FCC (Craqueamento Catalítico em Leito Fluidizado), foram caracterizados e utilizados neste trabalho na adsorção de compostos orgânicos de efluente líquido industrial. O objetivo geral deste estudo é modelar matematicamente o processo de adsorção de compostos orgânicos em xisto, catalisador exaurido de FCC e carvão ativado em pó, utilizando o modelo HSDM (Modelo de Difusão por Superfície Homogênea), e o comportamento hidráulico do sistema adsorvedor. A caracterização estrutural e química de várias amostras de xisto (finos de xisto, xisto retortado e xisto retortado com pneus) e do catalisador exaurido de FCC, além do desenvolvimento de um modelo computacional para a simulação do processo de adsorção são contribuições adicionais ao trabalho. Os resultados de caracterização dos adsorventes de xisto mostram que estes materiais são basicamente macroporosos e com área superficial em torno de 0,51 a 3,36 2 . 1 m g , além de apresentarem as mesmas estruturas cristalinas, e micrografias características dos argilominerais. Já o adsorvente CAT mostrou-se formado basicamente por faujasita, sílica e alumina, apresentando-se na forma de grânulos esféricos, irregulares e microporosos, com área superficial característica de materiais zeolíticos (148 e 155 2 . 1 m g ). Os ensaios de adsorção realizados nos efluentes sintéticos e industriais (Fenólico e Petroquímico) mostraram que existe potencial de aplicação dos subprodutos industriais de xisto e CAT na remoção de compostos orgânicos (corantes, fenóis e COT) destes efluentes. Os resultados das simulações obtidos do modelo proposto mostraram que o tratamento unicamente por adsorção em xisto ou CAT, tendo em vista os padrões ambientais de descarte de efluente (resolução CONAMA 357), é inviável. Isto por que a quantidade de adsorvente requerida é muito elevada. Entretanto, tais adsorventes podem ser utilizados na redução da carga orgânica de ambos os efluentes. Por questões de transporte, é indicado que cada subproduto industrial seja utilizado na própria indústria que lhe deu origem. Ou seja, o CAT é indicado para o tratamento do efluente Petroquímico e os adsorventes de xisto para o Fenólico. / The high cost of the activated carbon has motivated the search of low cost adsorbents such as industrial by-products. In this sense, the use of industrial by-products of oil shale: Oil Shale (XC), Pirolized Oil Shale (XR) and Pirolized Oil Shale with Tires (XRP), from PETROSIX/PETROBRAS, and the spent catalyst (CAT), from FCC (Fluid Catalytic Cracking) unit were characterized and used in this work in the adsorption of organics compounds of industrial liquid effluent. The main contribution of this thesis is to propose a mathematical model to the adsorption process of organic compounds in oil shale, spent catalyst of FCC and powdered activated carbon. This model is based on HSDM (Homogeneous Surface Diffusion Model) model and on the hydraulic behavior of the adsorbent system. Other contribution is the structural and chemical characterization of several samples of oil shale (oil shale, Pirolized oil shale and Pirolized oil shale with Tires) and of the spent catalyst of FCC. A computational model to simulate the adsorption process of these materials is also developed and can be considered an additional contribution of this work. Experimental and simulated results allow characterization of the oil shale adsorbent as basically macroporous and with superficial area about 0.51 to 3.36 m2.g-1. In addition, they present the same crystal structures and clay micrografies characteristics. The adsorbent CAT is composed basically by Faujasite, silica and alumina. They present spherical beads, irregular forms and micropores, with superficial area characteristics of zeolitic materials (148 and 155 m2.g-1). The adsorption tests realized in the synthetic and industrial effluents (Phenolic and Petrochemical) showed the potential of application of the industrial by-products of oil shale and CAT in the removal of organics compounds (dyes, Phenol and COT) of these effluents. In respect of environmental standards to effluents disposal (CONAMA resolution 357), simulations results, obtained with the proposed model, has demonstrated that the use of only oil shale or CAT is not viable, because the high quantity of adsorbents required. However, such adsorbents can be used in the reduction of organic loads in both effluents, when combined with other processes. Each adsorbent showed be used where it is produced because of transportation cost. The CAT is indicated for the treatment of Petrochemical effluent while the others adsorbents may be applied in the phenolic effluent treatment.

Orientador: Ruben Bresaola Júnior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-17T01:59:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Franquini_PauloEduardo_M.pdf: 2223374 bytes, checksum: daba13dae2b6107bdc84e30e66001bf8 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A presente pesquisa teve por objetivo avaliar, em escala de laboratório, a formação de subprodutos da desinfecção (SPD), aldeídos (ALD) e trialometanos (THM), originados a partir da oxidação em soluções contendo ácidos húmicos na presença ou não de íons brometo, sob a ação do cloro livre, sob diferentes concentrações e tempos de contato. A técnica analítica utilizada foi a extração líquido-líquido e cromatografia gasosa com detector de captura de elétrons, a qual proporcionou a separação dos SPD originados em espécies: formaldeído, acetaldeído, glioxal, metilglioxal, clorofórmio, bromodiclorometano, dibromoclorometano e bromofórmio. A presença de íons brometo proporcionou maiores concentrações de ALD totais (TALD) e THM totais (TTHM), sob o tempo de contato de 12 h e 24 h, respectivamente. A variação de concentração de íons brometo de 0,50 para 2,00 mg L?1, promoveu uma depreciação na concentração de TALD em 12 h e uma inversão nas concentrações das espécies predominantes que existiam na ausência dos íons. A inversão nas concentrações das espécies predominantes de THM que existiam na ausência dos íons também foi presenciada, sendo que prevaleceram as espécies bromadas em detrimento das cloradas. Os resultados com íons brometo indicaram a possibilidade da existência de reações de oxidação competitivas para cada grupo de SPD e discutidas no trabalho. A remoção dos SPD foi realizada por adsorção mediante a utilização de carvão ativado em pó (CAP) em diferentes dosagens e com tempos de detenção do CAP de 60 e 120 min, seguido de simulação, em laboratório, do tratamento convencional de água, utilizando-se o sulfato de alumínio como coagulante. Os resultados destes ensaios realizados demonstraram remoções da ordem de 77% para os aldeídos totais, empregando-se dosagem de 30 mg L?1 de CAP e de 86% para os THM totais, empregando-se dosagem de 100 mg L?1 do mesmo, ambas as remoções sob tempo de detenção de 60 min. Os resultados de remoções de THM totais proporcionaram a adequação da água nos limites estabelecidos pela legislação brasileira e permitiram realizar simulações de custo do CAP a ser utilizado nas estações de tratamento de água / Abstract: The present research was to evaluate, in laboratory scale, the formation of disinfection byproducts (DPB), aldehydes (ALD) and trihalomethanes (THM), originated from the oxidation in solutions containing humic acids in the presence or not of ions bromide, under the action of free chlorine, under different concentrations and timing contact. The analytical technique used was the extraction liquid-liquid and gás chromatography with electrons detector capture, which provided the separation of DPB originated in species: formaldehyde, acetaldehyde, glyoxal, methyl-glyoxal, chloroform, bromodichloromethane, dibromochloromethane and bromoform. The presence of íons bromide gave higher concentrations of total ALD (TALD) and total THM (TTHM), under the time contact of 12 h and 24 h, respectively. The variation in the concentration of íons bromide from 0,50 to 2,00 mg L?1, caused depreciation in the concentration of TALD and a reversal in concentrations of predominant species that existed in the absence of ions. The reversal in concentrations of the THM predominant species that existed in the íons absence was also seen, and the brominated species prevailed at the detriment of chlorinated ones. The results with ions bromide indicated the possibility of the existence of competitive oxidation reactions for each group of DPB and it was discussed on the work. The removal of DPB was performed by adsorption using powdered activated carbon (PAC) in different dosages and with times of detention of PAC of 60 and 120 min, followed by simulation of the conventional water treatment, in the laboratory, using aluminum sulphate as coagulant. The adsorption test results, followed by coagulation, flocculation, sedimentation and filtration, showed removals of the order of 77% for TALD, using dosage of 30 mg L?1 PAC, and 86% for TTHM, using dosage of 100 mg L?1 of the same, both removals under detention time of 60 min. The total THM removal results gave the adequacy of water within the limits established by Brazilian legislation and allowed the realizations of simulations of cost of PAC to be used in water treatment / Mestrado / Saneamento e Ambiente / Mestre em Engenharia Civil