A separação de microrganismos fotossintetizantes no tratamento de efluentes possui dois aspectos fundamentais. O primeiro refere-se à qualidade do efluente tratado e seu impacto sobre os recursos hídricos e, o segundo, refere-se ao potencial deste material como fonte de energia renovável. Diversos trabalhos tem demostrado elevada eficiência na separação de algas no tratamento de efluentes. Entretanto, quando considerado o cultivo de microalgas para utilização da biomassa como matéria prima, para produção de biocombustível por exemplo, mais estudos científicos são necessários. Entre as operações de separação sólido-líquido, normalmente empregadas no tratamento de efluentes, a flotação por ar dissolvido tem se mostrado uma tecnologia vantajosa, pois, além de ser capaz de separar partículas com diâmetro reduzido e baixa velocidade de sedimentação, também permite a obtenção de um material flotado com maior percentual de sólidos, desejável para redução dos custos de processamento da biomassa algal. O objetivo deste trabalho foi avaliar a separação de microalgas cultivadas em uma lagoa de tratamento de esgoto de alta taxa através do processo de coagulação-floculação e flotação por ar dissolvido. Como contribuição aos estudos de separação por FAD, foi avaliado a estabilidade do material flotado submetido a uma agitação mecânica, utilizando a técnica de captura e análise de imagens digitais, segundo um parâmetro chamado porcentagem de área (αa) Este parâmetro é definido como o percentual de pixels pretos em relação ao total de pixels da imagem, e demonstra a instabilidade do material flotado. Os coagulantes cloreto férrico e Tanfloc SG (Tanac®) e os floculantes sintéticos do tipo poliacrilamidas (SNF Floerger®) catiônico (FO4550SH), aniônico (FA920SH) e não iônico (FA920SH) foram investigados em diferentes dosagens e combinações. O presente estudo mostrou que a separação de algas através deste sistema é viável tecnicamente, sendo que os melhores resultados apresentaram uma remoção de turbidez de 92% para a combinação de cloreto férrico (20mg/L) + FO4550SH (2mg/L) e 97% para Tanfloc SG (20mg/L) + AN956SH (1mg/L). Em relação à estabilidade do material flotado, as amostras que continham apenas coagulantes apresentaram valores de αa entre 4,26 e 5,49, indicando uma baixa estabilidade do material flotado. Enquanto as combinações de cloreto férrico (20mg/L) + FO4550SH(0.5mg/L) e Tanfloc SG (20mg/L) +FO4550SH (1 e 2mg/L) foram as que produziram um material flotado com maior estabilidade, apresentando αa=0,35 e αa=0,40, respectivamente, demonstrando que o uso dos polímeros proporciona uma maior estabilidade do material flotado, quando este está sujeito a turbulências. / Separation of photosynthetic microorganisms in the effluent treatment has two fundamental aspects. The first refers to the quality of the treated effluent and its impact on water resources, and the second refers to the potential of this material as a source of renewable energy. Several studies show high efficiency in the separation of algae in effluent treatment. However, more scientific studies are required considering the cultivation of microalgae for the use of them as a raw material for biomass, like biofuel for instance. Among solid-liquid separation operations normally employed in effluents treatment, dissolved air flotation has been shown to be an advantageous technology in order to separate algae, because allows not only the separation of particles with reduced diameter and low sedimentation velocity, but also produces a floating material with higher percentage of solids, which is desirable for reducing the processing costs of the algal biomass. The aim of this work was to evaluate the separation of microalgae originated on a high rate pond through the coagulation, flocculation and dissolved air flotation (DAF) processes. As a contribution to the DAF separation studies, the stability of the floating material was evaluated against mechanical agitation, using the technique of digital image analysis, according to a parameter called area percentage (αa) This parameter is defined as the percentage of pixels in relation to the total pixels of the image, and demonstrates the instability of the floating material. The ferric chloride and Tanfloc SG (Tanac®) coagulants and the synthetic flocculants polyacrylamide types (SNF Floerger®) cationic (FO4550SH), anionic (FA920SH) and nonionic (FA920SH) were investigated in different concentrations and combinations. The present study showed that algae separation through this system is technically feasible. The best results showed a turbidity removal of 92% for the combination of ferric chloride (20mg/L) + FO4550SH (2mg/L) and 97% for Tanfloc SG (20mg/ L) + AN956SH (1mg/L). In relation to the stability of the floated material, the samples containing only coagulants presented values of αa between 4.26 and 5.49, indicating a low stability of the floated material. While the ferric chloride (20mg / L) + FO4550SH (0.5mg / L) and Tanfloc SG (20mg / L) + FO4550SH (1 and 2mg / L) combinations were the ones that produced a floated material with greater stability, 0.35 and α = 0.40, respectively, demonstrating that the use of the polymers provides greater stability of the floated material when it is subjected to turbulence.

A forma de tratamento e destinação final ainda mundialmente preponderante para os resíduos sólidos urbanos é o aterro sanitário, método que gera, além de uma massa sólida residual, parcialmente estabilizada, subprodutos finais líquidos e gasosos. O efluente líquido, conhecido como lixiviado, necessita tratamento específico, devido a sua elevada nocividade ao meio ambiente, em função, principalmente, de suas elevadas concentrações de nitrogênio amoniacal e de matéria orgânica, em elevado percentual, recalcitrante. O presente trabalho avaliou em escala de bancada o tratamento, via processo físico-químico, através de coagulação-floculação, de lixiviado bruto proveniente de aterro sanitário Central de Resíduos do Recreio (operado pela Companhia Riograndense de Valorização de Resíduos), desprovido de qualquer tratamento prévio, e de lixiviado pré-tratado biologicamente em reatores sequenciais em batelada (RSB). Para o processo de coagulação-floculação foram testados os coagulantes policloreto de alumínio (PAC), cloreto férrico, sulfato férrico e tanino. Sucessivas etapas foram planejadas para a determinação de dosagem e ajuste de pH ótimos, para cada coagulante empregado, e para a verificação da influência de tempos e gradientes de misturas, bem como foi testada a aplicação de polímeros auxiliares de floculação. As variáveis resposta utilizadas para o monitoramento e a avaliação de eficiências foram a cor verdadeira, turbidez (com e sem prévia filtração), DQO, volume de lodo gerado e pH. O uso de reator sequencial em batelada objetivou nitrificação/desnitrificação convencional das elevadas concentrações de nitrogênio amoniacal e eventual oxidação de matéria carbonácea. Verificou-se que os diferentes tempos e gradientes de mistura testados, assim como a utilização de polímeros auxiliares, não produziram impactos nos resultados. Os coagulantes inorgânicos apresentaram elevadas eficiências de remoção, com destaque para o cloreto férrico, o qual na dosagem de 1102 mgFe+3/L e ajuste inicial de pH em 6,2 removeu 98% da cor verdadeira e da turbidez filtrada, 63% da DQO, 40% da DBO5, e 88% de turbidez não filtrada do lixiviado bruto. Apesar da recalcitrância de considerável fração da matéria orgânica do lixiviado, o RSB2 removeu 40% da DQO e 60% da DBO5 originais. A coagulação-floculação do efluente do RSB2 necessitou inferiores dosagens dos coagulantes em relação ao processo com lixiviado bruto. O cloreto férrico, em dosagem ótima de 826 mgFe+3/L e ajuste de pH em 6,3, removeu 95% da cor, 77% da DQO, 82% da DBO5, 94% da turbidez filtrada e 92% da turbidez não filtrada. Concluiu-se por elevada viabilidade técnica do processo de coagulação-floculação para o lixiviado com e sem pré-tratamento, a partir da otimização das condições de contorno do processo. O pré-tratamento em RSB, quando utilizado controle de pH, demonstrou grande potencial para nitrificação/desnitrificação e oxidação de significante parcela da matéria carbonácea do lixiviado bruto. / The form of treatment and disposal still prevalent worldwide for solid waste is the landfill, a method that generates, in addition to a solid mass residual partially stabilized, liquid and gas end products. The effluent liquid, known as leachate, requires specific treatment, due to its high harmfulness to the environment, due mainly to its high concentrations of ammonia nitrogen and organic matter in high percentage, recalcitrant. This study evaluated the treatment on bench scale, via physico-chemical process, by coagulation-flocculation, of raw leachate from Central de Resíduos do Recreio landfill (operated by Companhia Riograndense de Valorização de Resíduos), devoid of any previous treatment, and biologically pretreated leachate reactors in sequential batch reactors (SBR). For the process of flocculation-coagulation were tested polyaluminum chloride (PAC), ferric chloride, ferric sulfate and tannin. Successive stages were designed for determining dosage and optimum pH adjustment for each coagulant employed and for verifying the influence of times and gradients mixtures, as well as tested in the application of polymers flocculation auxiliaries. The answers used for parametric monitoring and evaluation of efficiencies were the true color, turbidity (with and without prior filtration), COD, sludge volume and pH. The use of sequential batch reactor aimed conventional nitrification/denitrification of the high concentrations of ammonia nitrogen and eventual oxidation of carbonaceous matter. It was found that the different gradients and mixing times tested, as well as the use of auxiliary polymers, did not produce impact on the results. The inorganic coagulants showed high removal efficiencies, especially ferric chloride, which at a dose of 1102 mgFe+3/L and initial pH adjusted to 6.2, removed 98% of the true color and filtered turbidity, 63% of COD, 40% of BOD5 and 88% of unfiltered turbidity. Despite the considerable fraction of the recalcitrance of organic matter in the leachate, the SBR2 removed 40% of COD and 60% of BOD5 of the original. The coagulation-flocculation of the effluent from SBR2 required lower dosages of coagulants in relation to the similar process with raw leachate. Ferric chloride in optimum dosage of 826 mgFe+3/L and adjusting pH to 6.3, removed 95% of color, 77% of COD, 82% of BOD5, 94% of the filtered turbidity and 92% of unfiltered turbidity. It was concluded by high technical feasibility of the process of flocculation-coagulation for the leachate with and without pre-treatment, based on the optimization of the boundary conditions of the process. The pre-treatment with SBR, when pH control, demonstrated high potential for nitrification/denitrification and oxidation of a significant portion of the carbonaceous of the raw leachate.

A forma de tratamento e destinação final ainda mundialmente preponderante para os resíduos sólidos urbanos é o aterro sanitário, método que gera, além de uma massa sólida residual, parcialmente estabilizada, subprodutos finais líquidos e gasosos. O efluente líquido, conhecido como lixiviado, necessita tratamento específico, devido a sua elevada nocividade ao meio ambiente, em função, principalmente, de suas elevadas concentrações de nitrogênio amoniacal e de matéria orgânica, em elevado percentual, recalcitrante. O presente trabalho avaliou em escala de bancada o tratamento, via processo físico-químico, através de coagulação-floculação, de lixiviado bruto proveniente de aterro sanitário Central de Resíduos do Recreio (operado pela Companhia Riograndense de Valorização de Resíduos), desprovido de qualquer tratamento prévio, e de lixiviado pré-tratado biologicamente em reatores sequenciais em batelada (RSB). Para o processo de coagulação-floculação foram testados os coagulantes policloreto de alumínio (PAC), cloreto férrico, sulfato férrico e tanino. Sucessivas etapas foram planejadas para a determinação de dosagem e ajuste de pH ótimos, para cada coagulante empregado, e para a verificação da influência de tempos e gradientes de misturas, bem como foi testada a aplicação de polímeros auxiliares de floculação. As variáveis resposta utilizadas para o monitoramento e a avaliação de eficiências foram a cor verdadeira, turbidez (com e sem prévia filtração), DQO, volume de lodo gerado e pH. O uso de reator sequencial em batelada objetivou nitrificação/desnitrificação convencional das elevadas concentrações de nitrogênio amoniacal e eventual oxidação de matéria carbonácea. Verificou-se que os diferentes tempos e gradientes de mistura testados, assim como a utilização de polímeros auxiliares, não produziram impactos nos resultados. Os coagulantes inorgânicos apresentaram elevadas eficiências de remoção, com destaque para o cloreto férrico, o qual na dosagem de 1102 mgFe+3/L e ajuste inicial de pH em 6,2 removeu 98% da cor verdadeira e da turbidez filtrada, 63% da DQO, 40% da DBO5, e 88% de turbidez não filtrada do lixiviado bruto. Apesar da recalcitrância de considerável fração da matéria orgânica do lixiviado, o RSB2 removeu 40% da DQO e 60% da DBO5 originais. A coagulação-floculação do efluente do RSB2 necessitou inferiores dosagens dos coagulantes em relação ao processo com lixiviado bruto. O cloreto férrico, em dosagem ótima de 826 mgFe+3/L e ajuste de pH em 6,3, removeu 95% da cor, 77% da DQO, 82% da DBO5, 94% da turbidez filtrada e 92% da turbidez não filtrada. Concluiu-se por elevada viabilidade técnica do processo de coagulação-floculação para o lixiviado com e sem pré-tratamento, a partir da otimização das condições de contorno do processo. O pré-tratamento em RSB, quando utilizado controle de pH, demonstrou grande potencial para nitrificação/desnitrificação e oxidação de significante parcela da matéria carbonácea do lixiviado bruto. / The form of treatment and disposal still prevalent worldwide for solid waste is the landfill, a method that generates, in addition to a solid mass residual partially stabilized, liquid and gas end products. The effluent liquid, known as leachate, requires specific treatment, due to its high harmfulness to the environment, due mainly to its high concentrations of ammonia nitrogen and organic matter in high percentage, recalcitrant. This study evaluated the treatment on bench scale, via physico-chemical process, by coagulation-flocculation, of raw leachate from Central de Resíduos do Recreio landfill (operated by Companhia Riograndense de Valorização de Resíduos), devoid of any previous treatment, and biologically pretreated leachate reactors in sequential batch reactors (SBR). For the process of flocculation-coagulation were tested polyaluminum chloride (PAC), ferric chloride, ferric sulfate and tannin. Successive stages were designed for determining dosage and optimum pH adjustment for each coagulant employed and for verifying the influence of times and gradients mixtures, as well as tested in the application of polymers flocculation auxiliaries. The answers used for parametric monitoring and evaluation of efficiencies were the true color, turbidity (with and without prior filtration), COD, sludge volume and pH. The use of sequential batch reactor aimed conventional nitrification/denitrification of the high concentrations of ammonia nitrogen and eventual oxidation of carbonaceous matter. It was found that the different gradients and mixing times tested, as well as the use of auxiliary polymers, did not produce impact on the results. The inorganic coagulants showed high removal efficiencies, especially ferric chloride, which at a dose of 1102 mgFe+3/L and initial pH adjusted to 6.2, removed 98% of the true color and filtered turbidity, 63% of COD, 40% of BOD5 and 88% of unfiltered turbidity. Despite the considerable fraction of the recalcitrance of organic matter in the leachate, the SBR2 removed 40% of COD and 60% of BOD5 of the original. The coagulation-flocculation of the effluent from SBR2 required lower dosages of coagulants in relation to the similar process with raw leachate. Ferric chloride in optimum dosage of 826 mgFe+3/L and adjusting pH to 6.3, removed 95% of color, 77% of COD, 82% of BOD5, 94% of the filtered turbidity and 92% of unfiltered turbidity. It was concluded by high technical feasibility of the process of flocculation-coagulation for the leachate with and without pre-treatment, based on the optimization of the boundary conditions of the process. The pre-treatment with SBR, when pH control, demonstrated high potential for nitrification/denitrification and oxidation of a significant portion of the carbonaceous of the raw leachate.

Submitted by Marilene Donadel (marilene.donadel@unioeste.br) on 2018-04-25T20:20:41Z No. of bitstreams: 1 Carolina_Miyashiro_2017 .pdf: 1779339 bytes, checksum: f6b6d1ffc4073370161792334748de1b (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-25T20:20:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carolina_Miyashiro_2017 .pdf: 1779339 bytes, checksum: f6b6d1ffc4073370161792334748de1b (MD5) Previous issue date: 2017-12-11 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / A magnetic biocoagulant (Fe3O4-MO) was produced by the association of nanoparticles of iron oxide (Fe3O4) and Moringa Oleífera Lam (MO) extract in different concentrations (0.5%, 1% and 2%), aiming to evaluate its performance in removal of the reactive dye black 5 (RP5) in aqueous medium (synthetic waste water) and real textile effluent. The MO protein was extracted with saline solution and the nanoparticles were synthesized by the coprecipitation method. The biocoagulant was characterized by X-ray diffractometry (XRD), vibration magnetometry, Fourier Infrared Transformer (FTIR) spectroscopy, scanning electron microscopy with X-ray energy dispersion spectroscopy (SEM / EDS) and transmission electron microscopy (MET). For the coagulation / flocculation / sedimentation process (C/F/S), the operational parameters studied were sedimentation time, biocoagulant concentration and pH. The efficiency of the C/F/S process was determined by the analysis of the apparent color, absorbance, zeta potential and total organic carbon (TOC). After determining the best conditions (concentration of 0.5% MO, dosage of 100 mg L-1 and pH 7) of the C/F/S process, sedimentation kinetic studies for synthetic wastewater (ARS), real effluent (ERT), both with and without magnetic field and the sludge recovered and regenerated with the saline extract of MO (with magnetic field). At the 100 mgL-1 dosage of magnetic biocoagulant at a concentration of 0.5% MO saline, 89% apparent color removals were obtained in the time of 20 min. The C / F / S process shows dependence on the pH of the reaction medium, because at pH 7 color removal values of 83% and 84% were obtained in reaction time 20 and 40 min, respectively. / Um biocoagulante (Fe3O4-MO) magnético foi produzido pela associação de nanopartículas de óxido ferro (Fe3O4) e extrato de Moringa Oleífera Lam (MO) em diferentes concentrações (0,5%, 1% e 2%), para avaliar sua performance na remoção do corante reativo preto 5 (RP5) em meio aquoso (água residuária sintética) e efluente real têxtil. A proteína da MO foi extraída com solução salina e as nanopartículas foram sintetizadas pelo método de coprecipitação. O biocoagulante foi caracterizado por difratometria de raio-X (DRX), magnetometria vibratória, spectroscopia por transformada de Fourier (FTIR), microscopia eletrônica de varredura com espectroscopia por dispersão de energia de Raios-X (MEV/EDS) e microscopia eletrônica de transmissão (MET). Para o processo de coagulação/floculação/sedimentação (C/F/S) os parâmetros operacionais estudados foram tempo de sedimentação, concentração do biocoagulante e pH. A eficiência do processo C/F/S foi determinada pela análise da cor aparente, absorbância, potencial zeta e carbono orgânico total (COT). Após determinar as melhores condições (concentração de MO 0,5%, dosagem de biocoagulante 100 mg L-1 e pH 7) do processo C/F/S, foram realizados estudos cinéticos de sedimentação para água residuária sintética (ARS), efluente real têxtil (ERT), ambos com e sem campo magnético e o lodo recuperado e regenerado com o extrato salino de MO (com campo magnético). Na dosagem 100 mgL-1 de biocoagulante magnético em concentração de 0,5% de solução salina de MO foram obtidos remoções de cor aparente 82% no tempo de 20 min. O processo C/F/S apresenta dependencia em relação ao pH do meio reacional, pois em pH 7 foram obtidos valores de remoção de cor de 83 % e 84 % em tempo de sedimentação 20 e 40 min., respectivamente. Demonstrando-se um materialpromissor na remoção de RP5 e no tratamento de ERT pois possui alta eficiência, preparo simples e condizentes com questões ambientais.

La régénération des solutions de lavage utilisées en Nettoyage En Place (NEP) présente un intérêt, tant économique qu’environnemental, pour les industriels laitiers. L’étape clé du NEP réside dans le lavage alcalin qui assure l’élimination des souillures organiques déposées sur les équipements. Ce lavage est généralement effectué par des lessives de soude, moins onéreuses que celles de potasse. Nos travaux ont visé à appliquer un procédé physico-chimique de régénération à des lessives de potasse en vue de rentabiliser leur intégration au NEP laitier. La régénération de solutions de potasse souillées par du lait a été examinée et comparée à celle de solutions de soude. L’efficacité du procédé à épurer les solutions de potasse en termes d’abattement de la DCO et de Ntot a été démontrée. L’analyse des solutions régénérées a par ailleurs mis en évidence l’amélioration de leurs propriétés interfaciales (tension superficielle, angle de contact). Ces propriétés, dont l’origine a pu être attribuée à l’accumulation de biotensioactifs, confèrent aux solutions de potasse régénérées un meilleur pouvoir nettoyant. Ce point a été validé lors d’essais de nettoyage de membranes organiques d’ultrafiltration colmatées par des protéines laitières. L’optimisation de la formulation de ces solutions a permis l’obtention de performances de nettoyage comparables à celles d’un détergent commercial classiquement utilisé pour ce type d’application. Enfin, les impacts économiques et environnementaux de l’intégration de lessives de potasse en substitution à celles de soude ont été évalués pour un NEP laitier industriel au travers d’une étude technico-économique et d’une Analyse de Cycle de Vie (ACV). / The regeneration of Cleaning In Place (CIP) solutions is interesting, both economically and environmentally, especially in dairy industry. The CIP’s key step lies on the alkaline washing which ensures the removal of organic contaminants deposited on the equipment. This washing is generally done by soda lyes, less expensive than potash ones. Our work aimed to apply a physicochemical regeneration process, based on adsorption-coagulation-flocculation phenomena, on potash lyes to make their integration in the dairy CIP affordable. The regeneration of potash solutions soiled with milk was examined and compared with the soda solutions regeneration. The process effectiveness to purify potash solutions in terms of COD and TN reduction has been shown. The solutions analysis has also highlighted the improvement of their interfacial properties (surface tension, contact angle). These properties, whose origin was attributed to the accumulation of biosurfactants, confer to potash regenerated solutions a best cleaning power. This point was validated during cleaning assays of organic ultrafiltration membranes fouled by milk proteins. The optimization of solutions formulation has also enabled obtaining a cleaning performance as efficient as those of a commercial detergent largely used for this type of application. Finally, economic and environmental impacts of the potash lyes integration in substitution to soda ones were evaluated for dairy industrial CIP through a techno-economic analysis and a Life Cycle Assessment (LCA).

<p>Pri proizvodnji kvalitetnog belog konzumnog &scaron;ećera iz &scaron;ećerne repe, srećemo se sa problemom prisustva makromolekularnih jedinjenja u soku &scaron;ećerne repe koja su &scaron;tetna pa ih je neophodno odstraniti. Uklanjanje ovih jedinjenja, koja čine oko 60 % od ukupno sadržanih nesaharoznih materija u soku &scaron;ećerne repe, zasniva se&nbsp; na principu taloženja uz primenu različitih koagulanata (najče&scaron;će jedinjenja koja sadrže pozitivne jone kalcijuma). Međutim, afinitet vezivanja kalcijuma sa nepoželjnim makromolekulima iz soka &scaron;ećerne repe je mali, pa su potrebne velike količine ovog jedinjenja u svakodnevnoj proizvodnji &scaron;ećera.</p><p>Cilj istraživanja obuhvaćenih ovom doktorskom disertacijom usmeren je ka primeni alternativnih koagulanata sa dvo- i trovalentnim katjonima, pre svega soli aluminijuma i bakra koja izlazivaju proces razelektrisavanja makromolekula soka &scaron;ećerne repe.&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; Merenjem elektrokinetičkih potencijala utvrđene su optimalne količine koagulanata potrebne za uspe&scaron;nu koagulaciju makromolekularnih jedinjenja iz soka &scaron;ećerne repe. Ispitivan je i uticaj drugih procesnih veličina kao &scaron;to su pH, koncentracija makromolekula i uticaj brzine me&scaron;anja na efikasnost taloženja makromolekula.&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; Predložen je mehanizam razelektrisavanja makromolekularnih jedinjenja kao i model dvojnogelektričnog sloja koji okružuje&nbsp; koloidne čestice u soku &scaron;ećerne repe.&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; Ispitivana su dva model-rastvora komercijalno raspoloživih pektina u koncentracijama koje odgovaraju koncentracijama u soku &scaron;ećerne repe kao i jedan model-rastvor proteinskog preparata. Ispitivani sistemi su tretirani rastvorima CuSO₄&nbsp;i Al2(SO₄)₃ i rastvorima njihovih sme&scaron;a u različitim odnosima.&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; Dokazano je, za sva tri ispitivana preparata, da su manje količine Cu⁺² jona u odnosu na Al⁺³^&nbsp;jone potrebne za sniženje vrednosti Zeta potencijala na nulu. Međutim, zbog mogućih nepoželjnih efekata CuSO₄&nbsp;u obradi hrane, Al(SO₄)₃ bi se mogao upotrebiti umesto tradicionalnog koagulanta CaO, kako zbog manje potro&scaron;nje koagulanta, tako i zbog očuvanja životne sredine.&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; Cilj eksperimenata sa sme&scaron;ama je ispitivanje mogućnosti pobolj&scaron;anja koagulacionih karakteristika često kori&scaron;ćene soli&nbsp;Al2(SO₄)₃, dodavanjem malih količina Cu⁺² jona. Međutim, čiste soli su pokazale bolja koagulaciona svojstva.&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; Istraživanja sa flokulantima, odnose se na odabiranje najpogodnijeg tipa i optimalne količine flokulanata, uz primenu predloženih koagulanata. Najveća efikasnost či&scaron;ćenja soka &scaron;ećerne repe, uočena je nakon primene anjonskog flokulanta koncentracije 3 mg/dm³. Dokazano je da ovaj tip flokulanata dodatno smanjuje vrednost Zeta potencijala prisutnih makromolekula čime se smanjuje potrebna količina ispitivanih koagulanata&nbsp;&nbsp;CuSO₄i&nbsp;Al(SO₄)₃.</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;</p><p>&nbsp;</p><p><br /><br />&nbsp;</p><p>&nbsp;</p> / <p>During production of full quality consumed white sugar from sugar beet, there is a problem of the presence<br />of macrom olecular compounds in sugar beet juice, which are harmful and we have to be removed.<br />Separation ofthese compounds, which make around 60% oflotal non-sucrose compounds in sugar beetjuice,<br />is done by the principle of sedimentation with different types of coagulants (mostly compounds with calcium<br />ion). However, affinity of calcium binding with undesirable macromolecules fiom sugar beet juice is not<br />significant and in that way it is necessary a lot of quantities of this compound throughout daily production of<br />sugar.<br />The aim of this doctoral thesis is to consider the application of alternative coagulants with divalent and<br />trivalent cations, especially the salt of aluminum and cooper, which cause the process of dischargeable<br />macromolecules in sugar beet juice.<br />Optimal quantities of coagulants needing for the efficient coagulation of macromolecules compounds from<br />sugar beet juice were determined by means of measuring of electrokinetic potentials. It was investigated the<br />influence of other process variables such as pH, concentration of macromolecules and the impact of speed<br />mixing on the efficiency of sedimentation of macromolecules.<br />Mechanism of discharge of macromolecules compounds as well as the model of double electric layer<br />surrounding colloidal particles in sugar beetjuice are suggested for sugar beetjuice clarification.<br />Two model solutions of pectin are investigated together with one model solution of protein. Their<br />concentration correspond to concentration of these macromolecules in sugar beet juice. All investigated<br />systems were treated by using both solutions of CuSO4 as well as Al2(SO4)3 and slutions of their mixtures in<br />different proportion.<br />It was proven for all three investigated samples that fewer quantities of Cu+2 ions compared to the values of<br />Al+3 ions are needed to reach zero Zeta potential. However, due to possible undesirable effects of CuSO4 on<br />food processing, Al2(SO4)3 is proposed instead of traditional coagulant CaO, not only because of lower<br />consumptions of coagulants but owing to protection of the environment.<br />The objective in the experiments with mixtures was to investigate enhancement of coagulated characteristics<br />with commonly used salt Al2(SO4)3 by adding small quantities of Cu+2 ions. It was proven that pure salts<br />showed better-coagulated properties.<br />Further investigation was focused to selection of the most appropriate type and optimal quantity of chosen<br />flocculants. The highest efficiency of clarification of sugar beet juice was noticed by applying anion<br />flocculants of concentration 3 mg/dm3. It was shown that this type of flocculants additionally decreased the<br />value of Zeta potential of present macromolecules which further reduce required quantity of investigated<br />coagulants CuSO4 and Al2(SO4)3.</p>

Submitted by Marilene Donadel (marilene.donadel@unioeste.br) on 2018-05-10T00:06:25Z No. of bitstreams: 1 Dalila_Schmitt_2018.pdf: 2548931 bytes, checksum: 5ee22f914bbdcce603c158d7a45f4786 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-10T00:06:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dalila_Schmitt_2018.pdf: 2548931 bytes, checksum: 5ee22f914bbdcce603c158d7a45f4786 (MD5) Previous issue date: 2018-03-05 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The whey industrialization process generates effluents that need a special attention regarding treatment and final disposal. Currently, many advanced treatment techniques have been studied in order to provide a treated water with high quality for reuse purposes. In this context, this work aimed at evaluating the efficiency of a hybrid system based on coagulation/flocculation/sedimentation (C/F/S) and nanofiltration (NF) for industrial reuse purposes. In the C/F/S process, the use of Moringa oleifera Lam (Moringa) seeds as a natural coagulant was evaluated. Different methods and saline solutions (KCl, MgCl2.6H2O, and CaCl2.2H2O) were studied when extracting the active components from the seeds. Nanofiltration was performed with polyamide membranes based on the tangential flow filtration principle. The extraction method that utilized the whole Moringa, ground directly with the saline solution, was highlighted among the evaluated ones, by using a smaller number of steps. The extraction with calcium chloride dehydrated demonstrated the best efficiency, compared to the magnesium chloride hexahydrate and potassium chloride. The C/F/S step was optimized through serial factorial designs, in which the turbidity removal was the response variable. It was obtained a turbidity removal of 91.52% when using 300 mg L-1 of the Moringa coagulant (MC), extracted with a saline CaCl2.2H2O solution (0.9 mol L-1) and a pH value of 10.0. The empirical quadratic model obtained, validated by the ANOVA and F-test, in conjunction with the desirability function, demonstrated the possibility to obtain turbidity removals of 92.04 % ( 9.13%) with the following conditions: MC = 300 mg L-1, CCaCl2 = 0.9 mol L-1 e pH = 11.0. The sedimentation time was reduced from 40 to 25 minutes. The MC performance concerning the turbidity removal proved to be dependent on the alkaline pH (8.0 to 11.0). In the nanofiltration process, it was evaluated the influence of the C/F/S optimized as a pre-treatment, comparing the hybrid C/F/S/NF and the direct NF at 4 bar. High removals of apparent color (99.7%), turbidity (99.1%), COD (88.9%), total hardness (66.3%), and calcium (63.7%) were obtained using the hybrid treatment system, providing a removal of 81.2% in the membrane fouling, compared to the raw NF treatment. The proposed hybrid system allows the reuse of this wastewater in the industry. / O processo de industrialização do soro de leite gera águas residuárias que necessitam de atenção especial, quanto ao seu tratamento e disposição final. Atualmente, muitas técnicas de tratamento avançadas são estudadas com o objetivo de produzir águas tratadas de elevada qualidade, para fins de reuso. Dentro deste contexto, o presente trabalho teve como objetivo avaliar a eficiência de um sistema de tratamento híbrido, composto por coagulação/floculação/sedimentação (C/F/S) e nanofiltração (NF), para fins de reuso industrial. No processo de C/F/S, foi avaliado o uso das sementes de Moringa oleífera Lam (Moringa) como coagulante natural. Foram avaliados diferentes métodos e soluções salinas (KCl, MgCl2.6H2O e CaCl2.2H2O) na extração dos componentes ativos das sementes. A nanofiltração foi realizada com membranas planas de poliamida pelo princípio de filtração tangencial. O método de extração no qual a Moringa integral foi triturada diretamente com a solução salina destacou-se dentre os avaliados, por utilizar um número menor de etapas. A extração com o cloreto de cálcio dihidratado, demonstrou ser mais eficiente, em comparação aos sais cloreto de magnésio hexahidratado e cloreto de potássio. A etapa de C/F/S foi otimizada através de planejamentos fatoriais em série, nos quais, utilizou-se a remoção de turbidez como variável resposta. Foi obtida uma remoção de turbidez de 91,52 %, ao utilizar 300 mg L-1 de coagulante de Moringa (CM), extraído com solução salina de CaCl2.2H2O (0,9 mol L-1) e pH 10,0. O modelo quadrático empírico obtido, validado pela ANOVA e teste “F”, juntamente com a função desejabilidade, demonstraram ser possível obter remoção de turbidez de 92,04 % ( 9,13 %), nas seguintes condições: CM = 300 mg L-1; CCaCl2= 0,9 mol L-1 e pH = 11,0. O tempo de sedimentação foi reduzido de 40 para 25 minutos. O desempenho de CM para remoção de turbidez demonstrou ser dependente do pH alcalino (8,0 a 11,0). No processo de nanofiltração avaliou-se a influência de C/F/S otimizado como pré-tratamento, compondo o tratamento híbrido C/F/S/NF, em comparação ao tratamento por NF direto (Bruto-NF), na pressão de 4 bar. Elevadas remoções de cor aparente (99,7 %), turbidez (99,1 %), DQO (88,9%), dureza total (66,3 %) e cálcio (63,7 %) foram obtidas utilizando o sistema de tratamento híbrido, que proporcionou redução de 81,2% no fouling da membrana, em comparação ao tratamento Bruto-NF. O sistema híbrido proposto possibilita o reuso desta água dentro da indústria.

Nowadays, natural polymeric materials extracted from plants are the new alternatives for synthetic chemicals in water and wastewater treatment. The aim of this study is to evaluate the ability of Cassia fistula seed gum (CFG) as a coagulant aid with PAC in the treatment of textile wastewater. Jartest experiments were carried out to identify the optimal parameters of coagulation-flocculation for removing color and COD in synthesis wastewater containing Methyl blue and RB21 dyes, including pH, settling time, PAC dose, the optimal CFG dosage in comparing with the cationic polymer. After that, actual textile wastewater was treated by using PAC, PAC plus cationic polymer, and PAC plus CFG for evaluating the role of CFG. CFG supplementation has assisted the process effects at nearly 98% color, 85% COD for RB21 and 90% color, 70% COD for MB at the best dose of CFG 0.15 mL and 0.1 mL, respectively. The optimized parameters for the coagulation of real textile wastewater using PAC were pH = 6 and dose = 0.6 mL can removal 66% of color. By adding CFG to PAC, the efficient of treatment was increased about 70% even at the lower dosage of PAC and CFG (0.5 mL for each reagent). The yield of combining PAC and polymer was a little bit lower than PAC and CFG, for instant 68% color was decreased at the same condition. These achievements demonstrated a workable substitute of natural products such as Cassis fistula seed gum for synthetic chemical products in coagulation-flocculation process. / Hiện nay các loại vật liệu sinh học chiết xuất từ thực vật đang được nghiên cứu ứng dụng trong xử lý nước và nước thải thay cho các chất hóa học. Mục tiêu của nghiên cứu này là đánh giá hiệu quả của việc sử dụng gum được chiết xuất từ hạt cây Muồng Hoàng Yến (MHY) làm chất trợ keo tụ trong xử lý nước thải dệt nhuộm. Thí nghiệm Jartest được tiến hành nhằm xác định các điều kiện tối ưu cho quá trình xử lý nước thải tổng hợp chứa thuốc nhuộm Methyle Blue (MB) và RB21 bao gồm pH, thời gian lắng, liều PAC, liều gum MHY và liều polymer. Sau đó tiến hành xử lý nước thải thật với các điều kiện thích hợp đã xác định nhằm đánh giá vai trò của gum MHY. Gum MHY làm tăng hiệu quả của quá trình xử lý, đạt gần 98% đối với độ màu, 85% COD đối với RB21, 90% độ màu và 70% COD đối với MB với liều lượng tương ứng là 0,15 mL và 0,1 mL. Các thông số tối ưu cho quá trình xử lý trên mẫu nước thải thật là pH = 6, liều PAC = 0.6 mL có thể làm giảm 66% độ màu. Bổ sung gum MHY làm chất trợ keo tụ giúp gia tăng hiệu quả xử lý màu lên 70% dù với liều lượng rất thấp là 0,5 mL. Hiệu suất xử lý khi sử dụng kết hợp PAC và polymer thấp hơn trong trường hợp sử dụng PAC và gum MHY, cụ thể khoảng 68% độ màu được xử lý ở cùng một điều kiện. Những kết quả này cho thấy tiềm năng của việc sử dụng các vật liệu gum tự nhiên nhằm thay thế cho các hợp chất hóa học trong các quá trình keo tụ tạo bông để xử lý nước thải.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dalila M Formentini Schmitt.pdf: 1687104 bytes, checksum: d5ea17cddd5fa8a48f15d9203dd84077 (MD5) Previous issue date: 2011-02-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In Brazil, the dairy industry are mostly small and medium-sized and using conventional processing techniques coupled with the use of inorganic coagulants. Therefore, this sector needs special attention with regard to advanced techniques for treating their wastewater, in order to meet new environmental regulations and seek alternatives for reuse of treated water. Within this context, this study evaluated the effectiveness of treatment techniques based on principles of coagulation / flocculation using coagulant extracted from Moringa oleifera seed with salt solutions of KCl and NaCl 1.0 Molar, adsorption with Moringa oleífera seed as biosorbent and ultrafiltration with tubular ceramic membrane. The different techniques were evaluated individually and in combination, the efficiency of processes was assessed in terms of removal of parameters: apparent color, turbidity and COD. Among the techniques evaluated the best results were obtained with the combination of technique and the coagulation / flocculation / sedimentation for 60 min using 1500 ppm of coagulant extracted from Moringa oleífera with 1.0 Molar KCl solution combined with ultrafiltration technique at a pressure of 2 bar. This combination of techniques has achieved a 99.9% removal of apparent color and turbidity, and 98.5% of COD. Based on the results of Moringa oleífera was presented as a promising natural coagulant for the treatment of wastewater from the dairy industry. This technique combined with ultrafiltration can enable the reuse of water within the industry. / No Brasil, as indústrias de laticínios na sua maioria são de pequeno e médio porte e utilizam técnicas de tratamento convencionais somadas ao uso de coagulantes inorgânicos. Por isso, este setor precisa de atenção especial no que se refere a técnicas avançadas para o tratamento de suas águas residuárias, com objetivo de atender as novas regulamentações ambientais e buscar alternativas de reúso desta água tratada. Dentro deste contexto, o presente trabalho avaliou a eficiência das técnicas de tratamento baseadas nos princípios de coagulação/ floculação utilizando coagulante extraído da semente de Moringa oleífera com soluções salinas de KCl e NaCl 1,0 Molar, adsorção com semente de Moringa oleífera como biossorvente e ultrafiltração com membrana tubular cerâmica. As diferentes técnicas foram avaliadas individualmente e de forma combinada, a eficiência dos processos foi avaliada em termos de remoção dos parâmetros: cor aparente, turbidez e DQO. Dentre as técnicas avaliadas os melhores resultados foram obtidos com a combinação da técnica de coagulação/ floculação/ sedimentação de 60 min utilizando 1500 ppm do coagulante de Moringa oleífera extraído com solução de KCl 1,0 Molar combinada à técnica de ultrafiltração na pressão de 2 bar. Esta combinação de técnicas alcançou uma remoção de 99,9% de cor aparente e turbidez e 98,5% de DQO. Com base nos resultados obtidos a Moringa oleífera apresentou-se como um coagulante natural promissor para o tratamento das águas residuárias da indústria de laticínios. Esta técnica combinada à ultrafiltração pode possibilitar o reúso desta água dentro da indústria.