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At foot of title page: Joint Coconut Research Scheme, Yandina, British Solomon Islands Includes bibliographical references. (p. 111-119)

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A biomassa residual proveniente de atividades agrícolas tem sido avaliada como biossorvente de metais e compostos orgânicos devido às propriedades adsortivas, ao baixo custo, abundância e ser uma fonte renovável. Neste trabalho apresenta-se a eficiência das fibras de coco como biossorvente na remoção de íons de U, Th, Pb, Zn e Ni de meio aquoso. A fibra de coco é um sub-produto do coco, uma fonte natural renovável. O estudo foi realizado por ensaio em batelada. Estudaram-se a influência do pH 1 a 8, a dosagem das fibras de coco e o tempo de equilíbrio. Verificou-se que a adsorção aumenta com o aumento do pH e da dose. Os modelos de Langmuir e Freundlich foram aplicados para descrever a isoterma de equilíbrio de adsorção. A cinética do processo foi analisada a partir dos modelos de pseudo- primeira e pseudo-segunda ordem. Calculou-se a energia livre de Gibbs. No intervalo de concentração de 100 mg.L-1 a 500 mg.L-1, o processo de adsorção foi melhor descrito pela equação de Langmuir para os íons Pb2+ e Zn2+ e Freundlich para os íons UO2 2+, Th4+ e Ni2+. A cinética foi melhor representada pelo modelo de pseudo-segunda ordem. O processo de biossorção para remoção dos íons das soluções foi considerado espontâneo. Os resultados são promissores indicando perspectivas de aplicação das fibras de coco como biossorvente de íons de U, Th, Pb, Zn e Ni em processos de tratamento de águas residuárias. / The residual biomass from agricultural activities has been evaluated as biosorbent for metals and organic composts from aqueous solutions, because of its adsorptive properties, low cost, abundance and to be a renewable resource. In this work, the efficiency of coir pith as biosorbent for the removal of U, Th, Pb, Zn e Ni ions from the aqueous solutions is presented. The coir pith is a by-product of the harvest of the coconut, a renewable natural source. The study was conducted by batch method. The influence of pH from 1 to 8, the dosage of the coir pith and the equilibrium time were studied. The adsorption of metal ions increased with the increase of pH and the dose. The Langmuir and Freundlich models were applied to describe the adsorption equilibrium isotherm. The kinetic process was studied using the pseudo-first order and pseudo-second order models. The Gibbs free energy was calculated. In the concentration range of 100 mg.L-1 500 mg.L-1, the adsorption process was described better by the Langmuir equation for Pb2+ and Zn2+ ions and the Freundlich equation for UO2 2+, Th4+ and Ni2+ ions, and represented by the pseudo-second order model. The biosorption process for removal of metal ions from the solutions was considered spontaneous. The results were promising, showing perspectives of application of coir pith as biosorbent of U, Th, Pb, Zn and Ni ions in wastewater treatment processes.

A biomassa residual proveniente de atividades agrícolas tem sido avaliada como biossorvente de metais e compostos orgânicos devido às propriedades adsortivas, ao baixo custo, abundância e ser uma fonte renovável. Neste trabalho apresenta-se a eficiência das fibras de coco como biossorvente na remoção de íons de U, Th, Pb, Zn e Ni de meio aquoso. A fibra de coco é um sub-produto do coco, uma fonte natural renovável. O estudo foi realizado por ensaio em batelada. Estudaram-se a influência do pH 1 a 8, a dosagem das fibras de coco e o tempo de equilíbrio. Verificou-se que a adsorção aumenta com o aumento do pH e da dose. Os modelos de Langmuir e Freundlich foram aplicados para descrever a isoterma de equilíbrio de adsorção. A cinética do processo foi analisada a partir dos modelos de pseudo- primeira e pseudo-segunda ordem. Calculou-se a energia livre de Gibbs. No intervalo de concentração de 100 mg.L-1 a 500 mg.L-1, o processo de adsorção foi melhor descrito pela equação de Langmuir para os íons Pb2+ e Zn2+ e Freundlich para os íons UO2 2+, Th4+ e Ni2+. A cinética foi melhor representada pelo modelo de pseudo-segunda ordem. O processo de biossorção para remoção dos íons das soluções foi considerado espontâneo. Os resultados são promissores indicando perspectivas de aplicação das fibras de coco como biossorvente de íons de U, Th, Pb, Zn e Ni em processos de tratamento de águas residuárias. / The residual biomass from agricultural activities has been evaluated as biosorbent for metals and organic composts from aqueous solutions, because of its adsorptive properties, low cost, abundance and to be a renewable resource. In this work, the efficiency of coir pith as biosorbent for the removal of U, Th, Pb, Zn e Ni ions from the aqueous solutions is presented. The coir pith is a by-product of the harvest of the coconut, a renewable natural source. The study was conducted by batch method. The influence of pH from 1 to 8, the dosage of the coir pith and the equilibrium time were studied. The adsorption of metal ions increased with the increase of pH and the dose. The Langmuir and Freundlich models were applied to describe the adsorption equilibrium isotherm. The kinetic process was studied using the pseudo-first order and pseudo-second order models. The Gibbs free energy was calculated. In the concentration range of 100 mg.L-1 500 mg.L-1, the adsorption process was described better by the Langmuir equation for Pb2+ and Zn2+ ions and the Freundlich equation for UO2 2+, Th4+ and Ni2+ ions, and represented by the pseudo-second order model. The biosorption process for removal of metal ions from the solutions was considered spontaneous. The results were promising, showing perspectives of application of coir pith as biosorbent of U, Th, Pb, Zn and Ni ions in wastewater treatment processes.

O principal impacto ambiental do processo de beneficiamento da casca de coco verde é a geração de resíduo líquido com elevada carga orgânica. Este trabalho teve como objetivo aplicar o sistema convencional de lodos ativados para o tratamento biológico do líquido gerado no beneficiamento da casca de coco verde, além de utilizar o teste de taxa de consumo de oxigênio (TCO) para avaliar a toxicidade do efluente ao lodo aeróbio. O reator de escala laboratorial foi inoculado com lodo proveniente de uma estação de tratamento de esgoto em escala plena. Inicialmente o sistema foi alimentado com efluente sintético contendo sacarose e nutrientes para posterior adição progressiva do resíduo líquido proveniente da reciclagem da casca de coco verde. Para o ensaio de respirometria, as composições testadas foram 25, 50, 75 e 100% de resíduo líquido em termos de carga orgânica e o teste se baseou na medição manual da TCO ao longo do tempo. Para cada composição de efluente se verificou o valor máximo de TCO, o nível de toxicidade devido ao líquido da casca de coco verde (LCCV) e a indicação de inibição permanente. O parâmetro usado nos cálculos de toxicidade e de inibição permanente foi a taxa de consumo de oxigênio específica (TCOe) máxima. Para o monitoramento do sistema de fluxo contínuo, foram empregados os parâmetros pH, índice volumétrico de lodo (IVL), oxigênio dissolvido (OD), demanda química de oxigênio (DQO), taninos totais e sólidos suspensos. O reator foi operado com carga orgânica volumétrica (COV) de 0,8 a 2,9 gDQO/L.d e tempo de detenção hidráulica (TDH) de 26,7 d. Devido à presença natural de leveduras no resíduo líquido, os testes de respirometria foram realizados com o efluente tanto esterilizado quanto in natura. Como os resultados preliminares de respirometria não foram conclusivos, optou-se por começar a adaptação do reator de fluxo contínuo com a menor porcentagem testada: 25% de resíduo líquido. Nos testes adicionais de respirometria não houve toxicidade ao lodo e a TCOe foi diretamente proporcional à concentração de resíduo líquido. A remoção média de DQO obtida durante a operação (LCCV a 100%) foi de 81% com amostra filtrada e 82% com amostra bruta. Houve diminuição significativa da concentração de taninos, de 5332 para 1206 mg/L, em média. No início da operação ocorreu o decaimento da concentração de oxigênio dissolvido (OD) no reator para valores menores que 1 mg/L em decorrência do aumento da concentração de biomassa, mas esta situação não afetou a remoção de matéria orgânica e nem a sedimentabilidade do lodo. A remoção de matéria orgânica obtida com o tratamento em escala laboratorial do LCCV mostra que o sistema convencional de lodos ativados pode ser aplicado como alternativa no tratamento biológico dos resíduos líquidos do beneficiamento da casca de coco verde, porém a demanda elevada de oxigênio pode ser um entrave na operação em escala plena. / The main disadvantage of coconut recycling is the highly pollutant wastewater generated during the process. The objectives of this study were to treat the coconut husk liquor (CHL) using a conventional activated sludge system (AS) and to use the oxygen uptake rate (OUR) test for determining the initial effluent composition of reactor feeding and for wastewater toxicity assessment. The laboratory-scale reactor was inoculated with sludge from a full-scale sewage treatment plant. Firtly the system was fed with synthetic effluent containing saccarose and nutrients which was substituted by CHL. For the OUR test the substrate compositions were 25, 50, 75 and 100% of CHL. For each substrate composition, it was verified the maximum OUR value, the toxicity level and permanent inhibition caused by CHL. The maximal specific oxygen uptake rate (SOUR) was the parameter applied for the toxicity assessment and permanent inhibition calculation. The lab-scale reactor was monitored on the basis of pH, sludge volume index, dissolved oxygen, chemical oxygen demand (COD), total tannins and suspended solids. The respirometry assays were carried out with sterilized and natural effluent because of yeast contamination in CRW. Because of the lack of conclusive results in the first respirometry test, it was chosen the lower composition for reactor adaptation beginning: CRW 25%. In the additional OUR tests it was not detected toxicity and the SOUR values were as higher as CRW concentration. After initializing the reactor adaptation with CRW 25%, the percentage changed to 30% and than increased by 10% each 2 or 3 days until the operation beginning. The mean COD removal values were 81% (filtered sample) and 82% (raw sample). The mean tannin concentration decreased from 5332 to 1206 mg/L. The organic removal and sludge settleability were not affected by the DO concentration decrease to less than 1 mg/L due to biomass increase. The organic removal obtained in the lab-scale AS treatment shows that this system can be an alternative for CHL biological treatment, even though the high oxygen demand could be a disadvantage at full-scale treatment.

O principal impacto ambiental do processo de beneficiamento da casca de coco verde é a geração de resíduo líquido com elevada carga orgânica. Este trabalho teve como objetivo aplicar o sistema convencional de lodos ativados para o tratamento biológico do líquido gerado no beneficiamento da casca de coco verde, além de utilizar o teste de taxa de consumo de oxigênio (TCO) para avaliar a toxicidade do efluente ao lodo aeróbio. O reator de escala laboratorial foi inoculado com lodo proveniente de uma estação de tratamento de esgoto em escala plena. Inicialmente o sistema foi alimentado com efluente sintético contendo sacarose e nutrientes para posterior adição progressiva do resíduo líquido proveniente da reciclagem da casca de coco verde. Para o ensaio de respirometria, as composições testadas foram 25, 50, 75 e 100% de resíduo líquido em termos de carga orgânica e o teste se baseou na medição manual da TCO ao longo do tempo. Para cada composição de efluente se verificou o valor máximo de TCO, o nível de toxicidade devido ao líquido da casca de coco verde (LCCV) e a indicação de inibição permanente. O parâmetro usado nos cálculos de toxicidade e de inibição permanente foi a taxa de consumo de oxigênio específica (TCOe) máxima. Para o monitoramento do sistema de fluxo contínuo, foram empregados os parâmetros pH, índice volumétrico de lodo (IVL), oxigênio dissolvido (OD), demanda química de oxigênio (DQO), taninos totais e sólidos suspensos. O reator foi operado com carga orgânica volumétrica (COV) de 0,8 a 2,9 gDQO/L.d e tempo de detenção hidráulica (TDH) de 26,7 d. Devido à presença natural de leveduras no resíduo líquido, os testes de respirometria foram realizados com o efluente tanto esterilizado quanto in natura. Como os resultados preliminares de respirometria não foram conclusivos, optou-se por começar a adaptação do reator de fluxo contínuo com a menor porcentagem testada: 25% de resíduo líquido. Nos testes adicionais de respirometria não houve toxicidade ao lodo e a TCOe foi diretamente proporcional à concentração de resíduo líquido. A remoção média de DQO obtida durante a operação (LCCV a 100%) foi de 81% com amostra filtrada e 82% com amostra bruta. Houve diminuição significativa da concentração de taninos, de 5332 para 1206 mg/L, em média. No início da operação ocorreu o decaimento da concentração de oxigênio dissolvido (OD) no reator para valores menores que 1 mg/L em decorrência do aumento da concentração de biomassa, mas esta situação não afetou a remoção de matéria orgânica e nem a sedimentabilidade do lodo. A remoção de matéria orgânica obtida com o tratamento em escala laboratorial do LCCV mostra que o sistema convencional de lodos ativados pode ser aplicado como alternativa no tratamento biológico dos resíduos líquidos do beneficiamento da casca de coco verde, porém a demanda elevada de oxigênio pode ser um entrave na operação em escala plena. / The main disadvantage of coconut recycling is the highly pollutant wastewater generated during the process. The objectives of this study were to treat the coconut husk liquor (CHL) using a conventional activated sludge system (AS) and to use the oxygen uptake rate (OUR) test for determining the initial effluent composition of reactor feeding and for wastewater toxicity assessment. The laboratory-scale reactor was inoculated with sludge from a full-scale sewage treatment plant. Firtly the system was fed with synthetic effluent containing saccarose and nutrients which was substituted by CHL. For the OUR test the substrate compositions were 25, 50, 75 and 100% of CHL. For each substrate composition, it was verified the maximum OUR value, the toxicity level and permanent inhibition caused by CHL. The maximal specific oxygen uptake rate (SOUR) was the parameter applied for the toxicity assessment and permanent inhibition calculation. The lab-scale reactor was monitored on the basis of pH, sludge volume index, dissolved oxygen, chemical oxygen demand (COD), total tannins and suspended solids. The respirometry assays were carried out with sterilized and natural effluent because of yeast contamination in CRW. Because of the lack of conclusive results in the first respirometry test, it was chosen the lower composition for reactor adaptation beginning: CRW 25%. In the additional OUR tests it was not detected toxicity and the SOUR values were as higher as CRW concentration. After initializing the reactor adaptation with CRW 25%, the percentage changed to 30% and than increased by 10% each 2 or 3 days until the operation beginning. The mean COD removal values were 81% (filtered sample) and 82% (raw sample). The mean tannin concentration decreased from 5332 to 1206 mg/L. The organic removal and sludge settleability were not affected by the DO concentration decrease to less than 1 mg/L due to biomass increase. The organic removal obtained in the lab-scale AS treatment shows that this system can be an alternative for CHL biological treatment, even though the high oxygen demand could be a disadvantage at full-scale treatment.

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