Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-06-02T19:56:11Z No. of bitstreams: 1 VanessaRafaelaCruzMouraBarbalho_DISSERT.pdf: 1247326 bytes, checksum: 7db15d8968d99a688df81e3095aa1c89 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-06-06T21:13:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1 VanessaRafaelaCruzMouraBarbalho_DISSERT.pdf: 1247326 bytes, checksum: 7db15d8968d99a688df81e3095aa1c89 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-06T21:13:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VanessaRafaelaCruzMouraBarbalho_DISSERT.pdf: 1247326 bytes, checksum: 7db15d8968d99a688df81e3095aa1c89 (MD5) Previous issue date: 2017-03-02 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / A atividade industrial vem aumentando os n?veis de metais pesados nos ecossistemas aqu?ticos naturais. Esses metais s?o provenientes de atividades como a minera??o, ind?strias de galvanoplastia, e do despejo de efluentes dom?sticos. Por?m, nos ?ltimos anos houve um aumento consider?vel no grau de conscientiza??o da sociedade quanto aos efeitos desastrosos dos descartes de efluentes industriais contaminados com metais pesados no meio ambiente, impulsionando as pesquisas para encontrar t?cnicas de descontamina??o para garantir a adequa??o ambiental dos despejos t?xicos. Dentro deste contexto, a presente disserta??o tem como objetivo avaliar a efici?ncia na utiliza??o de pol?meros ani?nicos a base de acrilamida para remo??o do Cd2+ de um efluente sint?tico, utilizando um m?todo de remo??o de metais por dissolubiliza??o seguida de flocula??o/filtra??o. Foram utilizados os pol?meros AN 977 SH, AN 934 SH e AN 905 SH, que apresentam anionicidades diferentes. Os par?metros temperatura do meio, pH da solu??o e concentra??o dos pol?meros foram avaliados. A solu??o do metal a 100 ppm foi adicionada ? solu??o do pol?mero a 1000 ppm, mantendo-se o volume da solu??o de c?tion met?lico constante e o volume da solu??o de pol?mero variando, com o objetivo de obter concentra??es diferentes em cada amostra. Ap?s o per?odo de 5 minutos sob agita??o, ocorreu a flocula??o e em seguida filtra??o do efluente. O filtrado foi analisado no espectrofot?metro de absor??o at?mica, permitindo avaliar a percentagem de remo??o dos ?ons c?dmio. A a??o da varia??o do pH do meio afeta diretamente o processo de adsor??o, enquanto que a temperatura tem resultados menos significativos. Os pol?meros usados mostraram-se eficientes na remo??o do c?dmio, por?m em decorr?ncia das cargas i?nicas diferentes levam a percentuais de remo??o variados, resultado da intera??o entre os ?ons met?licos e a cadeia polim?rica. Analisando o percentual de remo??o dos ?ons c?dmio quando se tem a temperatura variando, o pol?mero AN 905 SH foi o que apresentou melhores resultados, por?m quando se tem a varia??o dos valores de pH para as condi??es destes ensaios o maior benefici?rio foi o pol?mero AN 977 SH devido possuir maior carga i?nica, aliado a varia??o do pH que teve altos percentuais de remo??o sem qualquer adi??o dos pol?meros, devido ao efeito da precipita??o do metal na forma de hidr?xidos. Os resultados obtidos nesta disserta??o mostraram que ? poss?vel aplicar esses pol?meros no tratamento de efluentes contendo metais pesados. / Industrial activity has been increasing heavy metal levels in natural aquatic ecosystems. These metals come from activities such as mining, electroplating industries, and the disposal of domestic effluents. However, in recent years there has been a considerable increase in the society's awareness of the disastrous effects of discards of industrial effluents contaminated with heavy metals in the environment, impelling research to find decontamination techniques to ensure the environmental suitability of toxic waste. In this context, the present dissertation aims to evaluate the efficiency of the use of acrylamide based anionic polymers to remove Cd2+ from a synthetic effluent using a method of removal of metals by dissolubilization followed by flocculation / filtration. Polymer AN 977 SH, AN 934 SH and AN 905 SH, which presented different anionicities, were used. The parameters mean temperature, solution pH and polymer concentration were evaluated. The 100 ppm metal solution was added to the polymer solution at 1000 ppm, keeping the volume of the metal cation solution constant and the volume of the polymer solution varying, in order to obtain different concentrations in each sample. After the 5 minutes period under stirring, flocculation occurred and then filtration of the effluent. The filtrate was analyzed in the atomic absorption spectrophotometer, allowing to evaluate the percentage removal of cadmium ions. The action of pH variation on the medium directly affects the adsorption process, while the temperature has less significant results. The polymers used proved to be efficient in the removal of cadmium, but due to the different ionic charges, lead to varying percentages of removal, resulting from the interaction between the metal ions and the polymer chain. Analyzing the percentage of removal of the cadmium ions when the temperature has changed, the polymer AN 905 SH was the one that presented better results, however when the variation of the values of pH for the conditions of these tests the greater beneficiary was the polymer AN 977 SH due to having higher ionic charge, together with pH variation that had high removal percentages without any addition of the polymers due to the precipitation effect of the metal in the form of hydroxides. The results obtained in this dissertation showed that it is possible to apply these polymers in the treatment of effluents containing heavy metals.

O descarte de antimicrobianos e bactérias através de efluentes hospitalares tem contribuído para o aumento e disseminação da resistência antimicrobiana no ambiente natural. Esta resistência pode estar associada à aquisição de genes de resistência, presença de bombas de efluxo ou características intrínsecas das bactérias. O presente trabalho teve como objetivos: caracterizar o perfil de resistência em 60 isolados de Pseudomonas para os antimicrobianos Ceftazidima e Imipenem, detecção fenotípica das bombas de efluxo e detecção dos genes mex B, mex D, mex Y e mex F de bomba de efluxo da família Resistência-Nodulação- Divisão (RND), associados a fenótipos de resistência neste gênero bacteriano. O perfil de resistência dos isolados foi avaliado através da Concentração Inibitória Mínima (CIM) dos antimicrobianos Ceftazidima e Imipenem. Para a detecção fenotípica das bombas de efluxo foi comparada a CIM do Imipenem (IMP) e da Ceftazidima (CAZ) na presença e na ausência de carbonil cianida mclorofenilhidrazona (CCCP). A presença dos genes foi verificada através da Reação em Cadeia da Polimerase (PCR). Os isolados de Pseudomonas aeruginosa (n=32) mostraram-se mais resistentes aos antimicrobianos testados do que as outras espécies do gênero (n=28). Na avaliação fenotípica das bombas de efluxo 10 isolados reduziram a CIM do IMP e 6 isolados reduziram a CIM da CAZ na presença do CCCP, indicando que bombas de efluxo possivelmente são responsáveis por esta resistência nestes isolados. Dos 60 isolados utilizados no estudo, 95% amplificaram o gene mex Y, 88% o gene mex B, 88% mex F, 48% mex D, no entanto, quando os resultados do PCR foram comparados com a análise fenotípica, revelou que nem todos os isolados expressam os genes encontrados, portanto a resistência pode ser associada também a outros mecanismos. / The disposal of antimicrobial and bacteria through hospital effluents has contributed to the increase and spread of antimicrobial resistance in the natural environment. This resistance can be associated to gene acquisition, presence of efflux bombs or intrinsic characteristics of the bacteria. This study aimed to: characterize the resistance profile of 60 Pseudomonas isolates for Ceftazidime and Imipenem l, to detect phenotypically efflux pumps systems and detect the genes mex B mex D, mex Y and mex F responsible by the efflux pump family resistance-nodulation-division (RND). The isolates resistance profile was evaluated by Minimum Inhibitory Concentration (MIC) of ceftazidime and imipenem l. For the phenotypic detection of efflux pumps the MIC of imipenem (IMP) and ceftazidime (CAZ) in the presence and absence of carbonyl cyanide m-chlorophenylhydrazone (CCCP was compared. The presence of the genes was verified by Polymerase Chain Reaction (PCR). Isolates of Pseudomonas aeruginosa (n=32) were more resistant to antimicrobials tested than other species of the genus (n=28). In the phenotypic evaluation of efflux pumps 10 isolates reduced the MIC of IMP and 6 isolates reduced the CAZ MIC in the presence of CCCP, indicating that an efflux system can be responsible for the resistance of the isolates. Of the 60 isolates used in the study, 95% amplified the mex Y, 88% mex B, 88% mex F and 48% mex D, however, when the PCR results were compared with the phenotypic analysis the results revealed that neither all isolates express genes found, therefore the resistance observed might be associated to another mechanism.

A demanda atual por recursos hídricos com quantidade e qualidade exige que todos os efluentes domésticos sejam tratados de maneira adequada para minimizar os impactos ambientais causados no meio ambiente. As estações de tratamento de efluentes domésticos que utilizam sistemas tradicionais de tratamento em muitos casos não conseguem atingir os valores de remoção de poluentes exigidos pelas legislações ambientais e, portanto, processos avançados de tratamento de efluentes devem ser realizados para garantir tal atendimento. No presente trabalho foi realizada a coleta e caracterização físico-química de amostras em diferentes pontos de processo na estação de tratamento de efluentes do Campus Litoral Norte da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. O monitoramento foi realizado durante 33 semanas e mostrou que o efluente tratado final da ETE apresentou valores elevados de poluentes como, por exemplo, nitrogênio total Kjeldahl (NTK), amônia e demanda química de oxigênio (DQO), o que impossibilita seu lançamento. O processo de eletrodiálise do efluente tratado da ETE foi realizada em uma planta piloto onde foram realizados 2 diferentes tipos de ensaios de eletrodiálise. No 1º ensaio o objetivo era avaliar o transporte iônico de poluentes do efluente após a eletrodiálise e os resultados encontrados mostram que, o efluente tratado por eletrodiálise, foram encontrados valores de concentração média abaixo de 1 mg/L para os ânions fluoreto, cloreto, nitrito e nitrato e para os cátions sódio, amônio, potássio e magnésio. Os resultados encontrados na caracterização fisico-química do efluente tratado indicam que o mesmo pode ser utilizado como água de reúso na agricultura, para fins urbanos e na psicicultura se for realizada a correção do pH. O 2º ensaio tinha como objetivo avaliar o comportamento das membranas através da qualidade do efluente após sucessivas eletrodiálises sem realizar a limpeza do sistema e os resultados encontrados mostram que foram obtidos valores de concentração média abaixo de 10 mg/L para todos os ânions e cátions. Os resultados encontrados pela caracterização fisico-química deste efluente tratado por eletrodiálise indicam que o mesmo pode ser utilizado como água de reúso na agricultura e reúso para fins urbanos se for realizada a correção do pH e a remoção da turbidez do efluente. Para o reúso na psicicultura, além da correção do pH, deve ser realizada a remoção do ânion nitrato para valores inferiores a 5 mg/L. / The current demand for water resources with quantity and quality requires that all domestic effluents must be adequately treated to minimize the environmental impacts caused on the environment. Municipal sewage treatment plants (MSTP) using traditional process in many cases fail to achieve the pollutant removal required by environmental. Therefore, advanced wastewater treatment processes must be carried out to ensure such care. The present work carried out the sampling and characterization samples at different process points from the wastewater treatment plant (WWTP) of Campus Litoral Norte of the Universidade Federal do Rio Grande do Sul. The monitoring was performed during 33 weeks and showed that the final treated effluent of the WWTP showed high values of pollutants such as NTK, ammonia and COD, which makes it impossible to discharge in nature. The process of electrodialysis of the final effluent, after the treatment at the WWTP, was carried out in the pilot plant. Two different electrodialysis tests were carried out. On the first test, the objective was to evaluate the ionic transport of pollutants from the effluent after the electrodialysis and the results found show that the effluent treated were found values of average concentration below 1 mg / L were obtained for fluoride, chloride, nitrite and nitrate anions and for sodium, ammonium, potassium and magnesium cations. The results found by the physicochemical characterization of the effluent indicate that it can be used as reuse water in agriculture, for urban proposes and in pisciculture if the pH correction is performed. In the second test, the objective was to evaluate the behavior of the membranes through the quality of the effluent after successive electrodialysis without cleaning the system. The results obtained in the effluent after the second test showed that mean values below 10 mg/L were obtained for all anions and cations. The results obtained by the physicochemical characterization of the effluent indicates that it can be used as reuse water in agriculture and for urban proposes reuse if the correction of the pH and the removal of the turbidity of the effluent is carried out. For reuse in the pisciculture, besides the correction of the pH, the removal of the nitrate anion should be carried out to values below 5 mg/L.

Os processos galvânicos estão entre as principais atividades industriais que causam contaminação ambiental por metais. Os efluentes gerados contém alta carga de sais e metais, e precisam ser tratados para a remoção de contaminantes e posterior descarte, mas principalmente, para a recuperação de produtos químicos e água, possibilitando a preservação de recursos. A eletrodiálise é uma tecnologia eletroquímica alternativa aos processos convencionais de tratamento, tomada como ponto de partida do presente trabalho. O objetivo principal é desenvolver o processo de tratamento dos efluentes de niquelação por eletrodiálise a partir do estudo aprofundado do transporte das espécies iônicas através das membranas íonseletivas. A avaliação de diferentes soluções visa compreender os fenômenos que regem o transporte dos íons de interesse durante o tratamento do efluente de niquelação por eletrodiálise, assim como adequar parâmetros de operação. O estudo das propriedades de transporte foi realizado pelo uso da técnica cronopotenciométrica de caracterização eletroquímica. A pesquisa foi voltada ao transporte de espécies através da membrana aniônica. A partir de soluções que simulam a composição do efluente de eletrodeposição de níquel decorativo, foram avaliados o efeito do pH, do tipo e concentração de contra-íons e coíons e a presença de aditivos orgânicos. Em soluções de diferentes sais de sulfato, a concentração do ânion e a presença de prótons afetou diretamente o valor de densidade de corrente limite nos sistemas membrana-solução. Espécies dissociadas e complexas contendo o ânion sulfato também são transportadas através das membranas, sendo responsáveis por um segundo tempo de transição. Já o transporte dos prótons pode ser relacionado a um aumento do consumo energético do sistema no tratamento de um efluente. Outros co-íons ligados ao sulfato apresentaram efeito sobre parâmetros energéticos do sistema membrana-solução. Enquanto a solução de ácido bórico não apresenta tempo de transição e este efeito pode ser relacionado à ocorrência de scaling e water splitting, o cloreto de níquel levanta a questão das interações entre o ânion e os grupos funcionais da membrana aniônica. Na solução completa que simula o efluente de niquelação, os aditivos orgânicos indicaram o favorecimento do transporte iônico. A aplicação da eletrodiálise para o tratamento de efluentes sintéticos e reais em escala de bancada e industrial permitiu avaliar a eficiência da tecnologia, e os fenômenos observados no tratamento foram discutidos levando em consideração as informações obtidas na análise cronopotenciométrica dos sistemas membrana/solução. / The galvanic processes are one of the main industrial activities contributors of metal discharges into the environment. The wastewater generated contains high load of salts and metals that must be treated for contaminant removal and subsequent disposal, but especially for the recovery of chemicals and water, saving resources. Electrodialysis is an electrochemical technology alternative to conventional method and is the starting point of this work. The main objective of this work is to develop the treatment process of nickel plating wastewater by electrodialysis from the detailed transport study of ionic species through the ion-selective membranes. The electrochemical characterization of the distinct membrane/solution systems allows the evaluation of the phenomena that rule the transport of the interest ions during the electrodialysis treatment for nickel plating rinsewater, as well as to adjust operational parameters. The study of transport properties was carried out by use of an electrochemical characterization technique, the chronopotentiometry, The research was focused on the ion transport through a commercial anionic membrane (SYBRION IONAC MA 3475). The effect of pH, the type and concentration of counter-ions and co-ions and the presence of organic compounds were evaluated by simulating the composition of nickel plating rinsewater. For different sulfate salts solutions, the anion concentration and the presence of protons affected directly the limiting current density value. Dissociated and complexes species containing sulfate anion were also transported through the anionic membrane, giving the second transition time in the chronopotentiometric analysis. The protons transport could be related to the increase of the energetic consumption. Other co-ions of sulfate salts showed effect on energetic parameters. Boric acid with sulfuric acid doesn’t show transition times. This behavior was related to the occurrence of scaling and water splitting reactions. Meanwhile, nickel chloride brings forward a new question about the interactions between chloride ions and amine-functional groups of the anionic membranes. In the complete solution that simulates the nickel plating rinsewater, the organic additives favored the ionic transport. Electrodialysis in bench and industrial scale were conducted to evaluate the efficiency in the treatment of synthetic solutions and real effluents, and the observed phenomena in the treatment were discussed taking into account the information obtained in the chronopotentiometric analysis of the membrane/solution systems.

Foram estudados processos integrados para o tratamento e reciclagem de água de um lava rápido comercial (LRC) e de efluentes de um posto de manutenção de locomotivas (PML), em nível de bancada e piloto. Os processos envolvidos foram a floculação-flotação em coluna, seguida de filtração em areia (FFC-A) e polimento com hipoclorito de sódio e adsorção em carvão ativado. A caracterização dos efluentes do LRC, com amostras coletadas afluentes de um separador (caixa) água-óleo – SAO, analisou concentrações médias de surfactantes de 20 mg.L-1 (dez vezes superiores ao limite de emissão local – 2 mg.L-1), baixas tensões superficiais (33 mN.m-1), cargas orgânicas moderadas (DQO = 239 mg.L-1 e DBO = 104 mg.L-1) e concentrações de coliformes totais de 2,4E+06 N.M.P.100mL-1 e de E. coli de 5,2E+02 N.M.P.100mL-1. O estudo de reciclagem de água no LRC foi dividido em duas campanhas. Na Campanha 1, com o processo FFC-A, a água de reúso apresentou uma alta clarificação (turbidez = 8 NTU). Entretanto, os resultados mostraram uma tendência de aumento tanto da concentração da DBO como da condutividade do efluente em função dos ciclos de água. Foi verificada ainda, uma alta concentração de coliformes totais e de E. coli no efluente, que foram causadores, entre outros fatores, de maus odores na pista de lavagem. Na Campanha 2, com a inclusão de uma cloração final (hipoclorito de sódio) ao tratamento proposto (FFC-AC), os coliformes totais e E. coli foram reduzidos em 92 e 96%, respectivamente, e além da elevada clarificação na água de reúso (turbidez média de 10 NTU), os odores não foram perceptíveis. Ao longo de todo o estudo no LRC, um percentual de reciclagem de água próximo a 70% foi alcançado, com mais de 2800 carros lavados usando um volume médio de 130 L por veículo. As principais vantagens do sistema incluíram a redução de emissão de efluentes na rede de drenagem pluvial e do consumo de água potável, utilizada apenas no enxágue final dos veículos como água de makeup. O risco microbiológico do efluente e da água de reúso do LRC foi estimado com a utilização de um modelo do tipo beta-Poisson e o micro-organismo E. coli como agente etiológico. Os resultados mostraram que, em um cenário de exposição dos usuários (clientes) do LRC, o risco foi sempre baixo. Entretanto, esse risco foi relativamente alto (1,0E-01, no caso do efluente e 3,7E-03, para a água de reúso) para os operadores. Um limite de 200 N.M.P.100 mL-1 de E. coli na água de reúso foi proposto para que o risco aos operadores seja aceitável (10-3) e uma dosagem de hipoclorito de sódio em concentrações entre 15 e 20 mgCl2.L-1 (obtida em estudos de bancada) foi sugerida para atingir este nível de desinfecção. A partir deste aprimoramento da dosagem de cloro e testes de jarros em laboratório com diferentes reagentes (polímero base tanino – PBT e cloreto de polialuminio – PAC), foi aplicado um balanço de massa para estimar as concentrações de parâmetros de qualidade na água de reúso com o aumento do número de ciclos de água. Os resultados indicaram que, para 70% de reciclagem de água, as concentrações de SDT e de íons cloreto estabilizaram a partir do 40° ciclo para os dois reagentes avaliados e foram menores que os valores limites de referência da literatura (SDT = 1000 mg.L-1 e íons cloreto = 400 mg.L-1), sugerindo um baixo potencial corrosivo desta água tratada. Uma pré-avaliação econômica operacional do sistema de reciclagem de água mostrou que o payback do equipamento FFC-A poderia ocorrer em um tempo próximo de 62 meses. Com relação aos estudos realizados no PML, foram observadas as seguintes características do efluente: pH alcalino, baixa biodegradabilidade, elevada carga orgânica (DQO = 1608 mg.L-1 e DBO = 525 mg.L-1) e de surfactantes (17 mg.L-1) e a presença de micro-organismos fecais (E. coli = 2,4E+05 NMP.100mL-1). O efluente não atendeu aos padrões de emissão local dos parâmetros pH, DBO, DQO, SST, óleos e graxas, surfactantes, sulfetos e fósforo, o que mostra um alto potencial poluidor aos corpos receptores. O tratamento proposto em nível piloto, com etapas de equalização, coagulação e processo FFC-A, foi altamente eficiente na remoção/redução dos parâmetros: turbidez (97%), SST (91%), DQO (76%), DBO (70%), fósforo (80%), nitrogênio (57%), sulfeto (76%) e óleos e graxas (51%). Com exceção a DQO, DBO e surfactantes, os demais parâmetros de qualidade monitorados foram enquadrados nos limites de emissão, sendo que um polimento com carvão ativado (3 kg.m-3, pH 7 e tr = 30 min), em nível de bancada, possibilitaria o enquadramento de todos os parâmetros analisados do efluente final aos limites de emissão locais (Resolução Consema n.° 128/2006). Os estudos de cloração com hipoclorito de sódio em laboratório indicaram uma dosagem de cloro muito elevada (200 mg.L-1) para assegurar uma desinfecção efetiva do efluente tratado no PML. Acredita-se que o presente trabalho contribuiu para o embasamento técnico de processos e para a definição de parâmetros específicos de qualidade de água de reúso na lavagem de veículos, contribuindo para a elaboração de leis com parâmetros de controle de qualidade e propiciando informação técnica aos setores acadêmicos e produtivos. / This work presents studies integrating processes for the wastewater treatment and water reuse in a commercial car wash (CCW) and locomotives maintenance station (LMC), at bench and pilot scales. The processes consisted of a flocculation column-flotation, followed by sand filtration (FCF-S) and polishing with sodium hypochlorite and/or adsorption on activated carbon. The characterization of the wastewater of the CCW, with samples collected after an oil-water separator device (API) showed mean concentrations values of surfactants of about 20 mg.L-1 (ten times higher than the local emission limit – 2 mg.L-1), low surface tension (33 mN.m-1), moderate organic load (DQO = 239 mg.L-1 e DBO = 104 mg.L-1) and high concentrations of total coliforms (2,4E+06 N.M.P.100mL-1) and E. coli (5,2E+02 N.M.P.100mL-1). The application of water recycling at the CCW was divided into two distinct campaigns. Campaign 1, with the FCF-S process, yielded a reclaimed water with high clarification (turbidity = 8 NTU). Yet, results showed a trend of buildup both in the concentration of BOD and conductivity of the feed wastewater as a function of water cycles. It was also observed a high concentration of total coliforms and E. coli in the wastewater, which were the cause, among other factors, of odors at the car wash pit. In Campaign 2, with the inclusion of a final chlorination (FCF-SC), the total coliforms and E. coli were reduced by 92 and 96%, respectively (2 log removal), in addition to the high clarification of the reclaimed water (average turbidity of 10 NTU), the odors were not noticeable. During the whole study at the LRC, a percentage of water recycling close to 70% was reached for more than 2700 cars washed with an average volume of 130 L per vehicle. The main advantages of the system included the reduction of both: wastewater emission in the storm water drainage network (there was no discharge during both campaigns) and consumption of fresh water, used only in the final rinse of the vehicles as makeup water. The microbiological risk of wastewater and reclaimed water of the CCW was estimated using a beta-Poisson model and the microorganism E. coli as the etiological agent. The results showed that in an exposure scenario of users (customers) of the CCW, the risk was always low. However, these risks were relatively high (10-3 in the case of the wastewater and 10-3 for the reclaimed water) for the operators. Thus, a limit of 200 CFU.100mL-1 of E. coli in the reclaimed water has been proposed so that the risk is acceptable to the operators (10-3) and a dose of sodium hypochlorite at concentrations between 15 and 20 mgCl2.L-1 (obtained in bench-studies) was suggested to reach this level of disinfection. After determining chlorine dosage and after jar-tests at laboratory with different reagents (tannin based polymer - TBP and polyaluminium chloride - PAC), it was applied a mass balance to estimate the concentrations of water quality parameters in the reclaimed water with increasing water cycles. The results indicated that, by fixing the percentage of water recycling at 70%, the TDS and chloride concentrations stabilized after 40 water cycles for the two evaluated reagents and these values were lower than literature reference limits (TDS = 1000 mg.L-1 and chloride = 400 mg.L-1), suggesting a low corrosion potential of this treated water. A preliminary economic-operational assessment of the proposed water recycling system showed that the payback of the FCF-S equipment could occur within a period of time close to 62 months. Regarding the studies at the LMS, the following characteristics of the wastewater were observed: alkaline pH, low biodegradability, high organic load (COD = 1608 mg.L-1 and BOD = 525 mg.L-1);17 mg.L- 1 surfactants concentration and the presence of coliform organisms (E. coli = 2,4E+05 NMP.100mL-1). Thus, the wastewater did not meet the local emission limits of the parameters pH, BOD, COD, TSS, oil and grease, surfactants, phosphorus and sulfide, which shows a high pollution potential for the receiving water bodies. The treatment conducted at pilot-scale, with stages of equalization, coagulation and FCF-S process resulted in a high efficiency for the removal/reduction of the parameters: turbidity (97%), TSS (91%), COD (76%), BOD (70 %), phosphorus (80%), nitrogen (57%), sulfide (76%) and oil and grease (51%). With the exception of COD, BOD and surfactants, other monitored parameters were below the standard emission limits, and a polishing stage with activated carbon (3 kg.m-3, pH 7 and 30 min of contact), at bench level, would allow a discharging water having those parameters meeting the local environmental standards. The breakpoint chlorination studies in laboratory indicated a very high dosage of chlorine (200 mg.L-1) to ensure effective disinfection of the treated wastewater in the LMS. This work contributed for technical advances of processes assisting the specification of the quality parameters in reclaimed water for washing vehicles; contribute for the development of legislation on quality control parameters (especially those related to microbiological risks) and provides technical information for the academic and industrial sectors.

A indústria curtumeira gera quantidades significativas de efluentes com altos níveis de nitrogênio. Este trabalho tem como objetivos avaliar os fatores que contribuem para os altos teores de nitrogênio nos efluentes de curtume, entre eles, os produtos químicos utilizados no processamento do couro, as etapas que mais influenciam nestes teores, a influência do tempo e quantificar o total de nitrogênio liberado em cada etapa por quilograma de pele processada. Os testes foram realizados em peles salgadas e testadas duas formulações distintas, coletando-se amostras dos banhos no final de cada etapa, a fim de avaliar as quantidades de nitrogênio individualmente nestes efluentes. Posteriormente, foram analisadas as etapas considerando a influência do tempo na liberação de nitrogênio processando-se separadamente pedaços de peles salgadas, com apenas uma das formulações e deixando cada etapa por, pelo menos, 24 horas com coletas de banho ao longo do processo. Os métodos utilizados para se determinar os teores de nitrogênio nos banhos residuais foram Nitrogênio Total Kjeldahl (NTK), Nitrogênio Amoniacal (N-NH3), Carbono Orgânico Total (TOC) e Proteína Solúvel. Informações técnicas dos produtos químicos indicam que alguns deles têm nitrogênio em suas composições. Com base nisso, fizeram-se ensaios de NTK nos produtos que poderiam conter nitrogênio. Os resultados detectaram nitrogênio nas amostras desses produtos analisados, porém não em quantidades muito significativas. A partir dos resultados dos experimentos de processamento das peles foram calculadas as quantidades de nitrogênio, carbono e proteínas totais solúveis geradas por quilograma de pele processada. Para este cálculo, foram utilizados os resultados obtidos de NTK, TOC e proteínas totais solúveis, os volumes de banhos de cada etapa e a massa inicial da pele que estava sendo processada. Os resultados de liberação de nitrogênio por quilograma de pele processada (5,07 g/kg pele processada da Formulação Ribeira/Curtimento 1 e 5,51 g/kg de pele processada para a Formulação Ribeira modifica/Curtimento/Recurtimento 2) mostraram que as duas formulações liberam, aproximadamente, a mesma quantidade de nitrogênio por quilograma de pele processada. Comparando-se os resultados de NTK e N-NH3, verificou-se que grande parte do nitrogênio liberado nos banhos é de origem orgânica, ou seja, proveniente das peles, mostrando que devem ser feitos estudos mais profundos a fim de se gerar menores quantidades destes nos efluentes. Tratamentos adequados devem ser adotados nas estações de tratamento de efluentes, prevendo nitrificação e desnitrificação, a fim de depurar os altos índices deste nutriente nos efluentes finais antes de serem lançados nos corpos receptores. / The tannery industry generates significant amounts of effluent with high nitrogen levels. This work aims to evaluate the factors that contribute for high nitrogen contents in the effluent of tannery, among them, the used chemical products in the processing of leather, the main stages that influence in these contents, the influence of the time and to quantify the total residual nitrogen in each stage of the process for kilogram of processed hide. The tests had been carried out whit salted hides and two formularizations distinct were tested, collecting samples of residual water by the end of each stage, in order to evaluate the individual amounts of nitrogen in these effluents. Subsequently, steps were analyzed considering the influence of time on the release of nitrogen processing separately pieces of salted hides, with the usual formulation and leaving each stage for at least 24 hours for collecting samples of the waste water throughout the process. The methods used to analyze the levels of residual nitrogen in wastewater were Total Kjeldahl Nitrogen (TKN), Ammonia Nitrogen (NH3-N), Total Organic Carbon (TOC) and Soluble Protein. Technical information of chemicals products indicate that some of them have nitrogen in their compositions. On this basis, there have been trials to determine TKN in the products that could contain nitrogen. The results detected nitrogen in the analyzed samples of these products, but not in significant levels. From the results of the experiments the amounts of nitrogen, carbon and total soluble protein produced per kilogram of processed hide were calculated. For this calculation, were used the results of TKN, TOC, and total soluble protein, the volumes of each step of baths and the initial mass of hide. The results of release of nitrogen per kilogram of hide (5.07 g/kg of processed hide with the Formulation Beamhouse/Tanning 1 and 5.51 g/kg of processed hide with the modified Formulation Beamhouse/Tanning/Retanning 2) showed that both release approximately the same amount of nitrogen. Comparing the results of NTK and NH3-N, it was found that most of the nitrogen is released to the wastewater has organic origin, in other words, from the hide, demonstrating that further study must be made in order to generate lower quantities in these effluents. Appropriate treatment should be adopted in effluent treatment plants, providing nitrification and denitrification, in order to debug the high levels of this nutrient in the final effluent before being discharged in receiving waters.

Os efluentes líquidos de curtumes apresentam altas cargas orgânicas e de poluentes que devem ser tratados corretamente para atingir os padrões legais para seu descarte, evitando a eutrofização de corpos hídricos e poluição das águas. O acabamento do couro é o estágio final da produção, onde o couro recebe as características desejadas de acordo com os produtos e artigos que serão produzidos. Os efluentes das etapas de processamento para acabamento do couro são responsáveis por conterem poluentes químicos devido ao uso de corantes, surfactantes, metais tóxicos, agentes emulsificantes, recurtentes, óleos, pigmentos, resinas, entre outros produtos químicos adicionados. As microalgas têm sido alvo de vários estudos no âmbito de tratamento de efluentes, devido à sua capacidade de remover diversos nutrientes, matéria orgânica do meio e por serem formas mais limpas e econômicas de tratar os poluentes. Diante disto, o objetivo deste trabalho foi avaliar o emprego de um consórcio de microalgas para tratamento de efluentes de um curtume e analisar a capacidade de remoção de poluentes que são nutrientes para estes microrganismos. Os efluentes foram caracterizados ao longo dos ensaios com o consórcio de microalgas por meio de Nitrogênio Total (NT), Amônia (NH3), Fósforo (P-PO4), Carbono total (CT), Carbono Orgânico Total (COT), Carbono inorgânico (CI), DQO e Demanda Biológica de Oxigênio (DBO) e foi acompanhado o crescimento das microalgas. Para os experimentos foram coletados efluentes em três estágios distintos em uma estação de tratamento: efluente bruto (B), efluente após tratamento primário de coagulação/floculação (P) e efluente após ao tratamento biológico secundário (S). Os resultados com concentração de efluente de 50%, diluídos em água destilada (A), após 16 dias de cultivo, mostraram que houve crescimento do consórcio nos três efluentes com um crescimento máximo de 1,77 g L-1 no efluente Bruto (50B50A). Na sequência, foi testado o cultivo em efluente bruto (100B) e em efluentes compostos nas seguintes proporções: 50% efluente bruto + 50% efluente após tratamento biológico (50B50S) e 25% efluente bruto + 75% efluente após tratamento biológico (25B75S). Foi possível cultivar o consórcio no efluente bruto sem diluição, entretanto os resultados foram ruins, pois o mesmo apresentou baixo crescimento e, consequentemente, baixos níveis de remoção de nutrientes. Com o efluente composto 25B75S percebeu-se morte rápida das microalgas, uma vez que o efluente apresentava baixas concentrações de nutrientes. Em contrapartida, no efluente 50B50S foram atingidos valores efetivos de crescimento e remoção de nutrientes. Em cultivos fotoautotrófico, mixotrófico e heterotrófico de efluente composto 50B50S e de 75% efluente bruto + 25% efluente após tratamento biológico (75B25S), os melhores resultados foram atingidos no efluente 75B25S no cultivo fotoautotrófico, crescendo até 1,42 g L-1 e atingindo valores de remoção de NNH3, Nitrogênio Total (NT), DQO, carbono orgânico total (TOC) e demanda biológica de oxigênio (DBO5), de 99,90%, 74,89%, 56,70%, 58,18% e 20,68%, respectivamente. Ao obter a microalga isolada Tetraselmis sp. predominante no consórcio foi analisado os parâmetros anteriores em cultivo fotoautotrófico, além disso foi verificada a quantidade de lipídio presente na biomassa. A microalga Tetraselmis sp. apresentou um crescimento notório no cultivo fotoautotrófico com remoções eficientes dos parâmetros e 5,0% de lipídio no peso seco. / Liquid effluents from tanneries present high organic and pollutant loads and must be treated correctly to meet the legal standards for effluent disposal and to avoid eutrophication of water bodies and water pollution. The leather finish is the final stage of production, where the leather receives the desired characteristics according to leather goods and articles. The effluents from the processing steps for leather finishing are responsible for containing chemical pollutants due to the use of dyes, surfactants, toxic metals, emulsifying agents, retanning agents, oils, pigments, resins, among other chemicals added. Microalgae have been the subject of several studies in the field of effluent treatment due to their ability to remove various nutrients, organic matter from the environment and to be cleaner and more economical ways to treat pollutants. In this work, the growth of a microalgae consortium for the treatment of effluents from a tannery was analyzed and the capacity of removal of Total Nitrogen (NT), Ammonia (NH3), Phosphorus (P-PO4), Total Carbon ), Total Organic Carbon (COD), COD and Biological Oxygen Demand (DBO), as well as the growth of microalgae biomass in these effluents. The effluents were characterized before and after the trials with the microalgae consortium. Effluents were collected in three distinct stages at a treatment plant: crude effluent (B), effluent after primary coagulation / flocculation (P) treatment and effluent after secondary biological treatment (S). The results with 50% effluent concentration, diluted in distilled water (A) after 16 days of cultivation, showed that there was a consortium growth in the three effluents with a maximum growth of 1.77 g L-1 in the crude effluent (50P50A). (50B50S) and 25% crude effluent + 75% effluent after biological treatment (25B75S) were tested in the following proportions: 50% crude effluent + 50% effluent after biological treatment (50B50S). It was not possible to cultivate the consortium in pure crude effluent, since it presented low growth and, consequently, low levels of nutrient removal. With the compound effluent 25B75S it was observed rapid death of the microalgae, since the effluent presented low concentrations of nutrients. On the other hand, in the effluent 50B50S, effective values of growth and nutrient removal were achieved. In photoautotrophic, mixotrophic and heterotrophic cultures of 50B50S effluent and 75% crude effluent + 25% effluent after biological treatment (75B25S), the best results were reached in the effluent 75B25S in photoautotrophic cultivation, growing up to 1.42 g L-1 and reaching values of removal of N-NH3, total nitrogen (NT), (DQO), total organic carbon (COT) and biological oxygen demand (DBO), of 99.90%, 74.89%, 56.70%, 58.18% and 20.68%, respectively. By obtaining the isolated microalgae Tetraselmis sp., predominant in the consortium and analyzed and the previous parameters in photoautotrophic cultivation, in addition to being verified the amount of lipid present in the biomass. The microalgae Tetraselmis sp. showed a notable growth in photoautotrophic cultivation with efficient removal of the parameters and 5.0% of lipid in dry weight.

O estado do Rio Grande do Sul é o maior produtor mundial de ágatas. No beneficiamento, as pedras são submetidas a processos de tingimento para agregar valor ao produto. A prática acarreta em um problema ambiental na região devido ao efluente líquido gerado no processo. Um dos processos de tingimento aplicados é com o corante Rodamina B, que proporciona uma coloração rosa avermelhada. Assim, o objetivo deste trabalho foi investigar o emprego da reação de Fenton combinada com a adsorção para o tratamento do efluente líquido contendo o corante orgânico Rodamina B gerado no tingimento de ágatas. O efluente industrial foi caracterizado e o estudo foi desenvolvido em três fases distintas: a primeira compreendeu o tratamento por meio da reação de Fenton; a segunda o emprego da adsorção como processo adicional após a reação de Fenton; e a terceira a integração de ambos os processos. O efluente continha uma concentração de 772 mg.L-1 de Rodamina B e 3% de etanol em sua composição, resultando em um fator de toxicidade (FT) de 526 para o organismo Daphnia similis. No tratamento pela Reação de Fenton, definiu-se como melhor dosagem 11,1 g.L-1 de sulfato ferroso e 20 mL.L-1 de peróxido de oxigênio (numa relação molar Fe2+/H2O2 de 1/7,5), o que permitiu a remoção total do álcool, uma redução média da absorbância em 554 nm de 99,9%, uma redução do COT de 93,3%, um incremento da tensão superficial de 58,9 para 64,4 mN.m-1 e o fator de toxicidade FT passou para 16 No estudo de adsorção, avaliaram-se os adsorventes carvão ativado, na forma pulverizada (CAP) e granulada (CAG), e cinza de casca de arroz (CCA). O carvão ativado pulverizado (CAP) se apresentou como a melhor opção para a remoção de cor residual após a reação de Fenton. A melhor condição para o descolorimento do efluente foi com o uso de uma concentração de CAP de 0,5 g.L-1 e um tempo de contato de 60 minutos. O pH do meio não apresentou influência dentro da faixa compreendida entre 6 e 9. A remoção da coloração residual visível foi completa. Contudo, o processo de adsorção não proporcionou mudanças substanciais no COT, na tensão superficial e do fator de toxicidade. A integração do processo Fenton com adsorção com CAP foi possível. A precipitação do Fe3+ gerado na Reação de Fenton em pH 8,0 possibilitou a coagulação das partículas de CAP, permitindo a clarificação do efluente. O ajuste do pH para 8,0 com Ca(OH)2 proporcionou uma redução dos íons sulfatos, da condutividade e a obtenção de um lodo mais denso do que com NaOH. O uso de um polímero floculante auxilia nesta operação, acelerando a etapa de separação sólido-líquido.A integração dos processos resultou em efluente sem coloração, com uma redução da carga orgânica acima de 90% e um FT igual a 4. Assim, conclui-se que a integração dos processos Fenton e adsorção agrega melhorias em aspectos operacionais e proporciona uma altaeficiência de tratamento. Os processos reúnem reações de oxidação, coagulação, air striping e adsorção que permitiram a remoção de poluentes. / The state of Rio Grande do Sul is the world's largest producer of agates. In the processing, the stones are submitted to dyeing processes to add value to the product. The practice causes an environmental problem in the region due to the wastewater generated in the process. One of the dyeing processes applied is with Rhodamine B, which provides a reddish-pink coloration. Thus, the objective of this work was to investigate the use of Fenton reaction combined with adsorption for the treatment of the wastewater containing the organic dye Rhodamine B generated in the agate processing. The industrial wastewater was characterized and the study was developed in three distinct phases: the first comprised the treatment through the Fenton reaction; the second, the use of adsorption as an additional process after the Fenton reaction; and the third, the integration of both processes. The wastewater contained a concentration of 772 mg L-1 of Rhodamine B and 3% of ethanol in its composition, resulting in a toxicity factor (FT) of 526 for the organism Daphnia similis. In the Fenton reaction treatment, 11.1 g L-1 of ferrous sulfate and 20 mL L-1 of oxygen peroxide (in a molar ratio Fe2+/H2O2 of 1/7.5) were defined as the best dosage, which allowed a total alcohol removal, an average absorbance reduction of 99.9% at 554 nm, a TOC reduction of 93.3%, an increase in surface tension from 58.9 to 64.4 mN m-1 and the FT toxicity factor decreased to 16. In the adsorption study, adsorbents evaluated were activated coal in the pulverized (CAP) and granulated (CAG) forms, and rice husk ash (CCA). The pulverized activated carbon (CAP) was presented as the best option for the removal of residual color after the Fenton reaction The best condition for discoloration of the wastewater was with the use of a CAP at a concentration of 0.5 g L-1 and a stirring time of 60 minutes. The pH of the solution had no influence within the range of 6 to 9. Removal of visible residual color was complete. However, the adsorption process did not provide substantial changes in TOC, surface tension and toxicity factor. Integration of the Fenton process with adsorption with CAP was possible. The Fe3+ precipitated in the Fenton reaction at pH 8.0 allowing coagulation of the CAP particles and the clarification of the effluent. Adjusting the pH to 8.0 with Ca(OH)2, instead of NaOH, provided a reduction in the concentration of sulfate ions, a decrease in the conductivity and a thicker slurry. The use of a flocculants assists this operation, accelerating the solid-liquid separation step. The integration of the processes resulted in an uncolored wastewater with an organic load reduction above 90% and a FT of 4. Thus, the integration of the Fenton and adsorption processes improves the operation and provides high treatment efficiency. The processes combine oxidation, coagulation, air striping and adsorption mechanisms that allowed the removal of pollutants.

A crescente eutrofização dos ambientes aquáticos é consequência das atividades humanas que desequilibram os ecossistemas. A descarga de esgotos urbanos, a utilização de adubos químicos, os efluentes das agroindústrias e dos diversos setores industriais promovem a entrada de quantidades significativas de nutrientes e matéria orgânica em corpos d´água, favorecendo o aumento das florações de algas, entre elas as cianobactérias. O excesso de matéria orgânica e os despejos de efluentes agroindustriais nos mananciais hídricos representam os principais fatores do excesso de floração das cianobactérias, destacando-se a Microcystis aeruginosa e da sua cianotoxina microcistina. Nesta tese foi aplicado o Processo Oxidativo Avançado (POA) de Fotoeletroxidação (FEO) para a degradação de Microcystis aeruginosa e da cianotoxina microcistina. Investigou-se a otimização de parâmetros como tempo de tratamento e intensidade de corrente elétrica aplicada. Os resultados obtidos nas condições aplicadas demonstram valores de 99% para a degradação de Microcystis aeruginosa e cianotoxina Microcistina com o tempo de 10min e densidade de corrente de 2mA.cm-2. Os testes de toxicidade aguda com ajuste de pH de 6,3 para 7,3 não apresentaram toxidade para a espécie teste Pimephales promelas. / The increasing eutrophication of aquatic environments is a consequence of human activities that disrupt ecosystems. The discharge of urban sewage, the use of chemical fertilizers, effluents from agro-industries and other industrial sectors promote the input of significant amounts of nutrients and organic matter in water, favoring increased blooms of algae, including cyanobacteria. Excessive organic matter and the discharge of agroindustrial effluents in the water bodies, represent the main factors for the excessive bloom of cyanobacteria, especially Microcystis aeruginosa and microcystin cianotoxin. In this study, an Advanced Oxidation Process named photoelectrooxidation, was used to the degradation of Microcystis aeruginosa and cianotoxin microcystin. The optimization of parameters such as, treatment time and intensity of electrical current applied in the process of PEO were evaluated. The results achieved under the conditions applied, show 99% of degradation with experimental times at 10 minutes and a current density of 2mA.cm-2. The acute toxicity tests, with pH adjustment from 6.3 to 7.3, did not show toxicity to the species Pimephales promelas.

O município de Soledade é o principal polo estadual (RS) na industrialização, comercialização e exportação de ágatas. No beneficiamento da ágata, a etapa de serragem dos geodos gera um resíduo composto por óleo diesel e pó de pedra (lodo oleoso). Devido ao alto custo e pelo fato desse processo ser realizado na sua maior parte por empresas de pequeno porte e terceirizadas, o lodo oleoso é acumulado nos pátios das empresas, esperando um destino adequado. Muitas vezes, o lodo é processado com água, proporcionando a recuperação parcial do óleo, mas não evitando a geração de um lodo óleo-aquoso. O lodo estocado, contendo fluidos, é um passivo ambiental a ser resolvido dentro da cadeia produtiva de gemas e joias do Estado do Rio Grande do Sul. Assim, o objetivo deste trabalho foi estudar a remoção da fração líquida (óleo e água) presente no resíduo da serragem de ágatas por prensagem. A parte experimental do trabalho incluiu várias etapas. Inicialmente caracterizou-se o processo de remoção de óleo diesel por extração em água realizado pelas empresas. O tratamento dos resíduos óleo-aquoso como do oleoso foram estudados por prensagem em escala de laboratório, onde as principais variáveis avaliadas foram a pressão (2 MPa, 4,2 MPa e 6,4 MPa) e temperatura (0°C, 23°C e 60°C). O tratamento do resíduo oleoso também foi realizado em uma prensa hidráulica industrial (11,7 MPa). Os experimentos foram realizados em triplicata e as diferenças entre médias foram analisadas estatisticamente (Anova e Teste de Tukey). Os resultados de laboratório demonstraram que a remoção de líquidos é uma função da pressão aplicada – quanto maior a pressão maior a remoção – e que a melhor temperatura do processo ocorre a 23oC. Por proporcionar uma maior pressão, os melhores resultados foram obtidos com a prensa industrial. Nesta condição, o resíduo, contendo em sua forma bruta 19,0% de óleo e 8,4% de água, após a prensagem passou a ter 2,7% de óleo e 3,7% de água, correspondendo a uma remoção de fluidos de aproximadamente 77%. O material apresentou volume reduzido e perdeu suas propriedades de fluidez. Pode-se concluir que a prensagem é um método satisfatório e viável na recuperação de óleos do resíduo da serragem de ágatas. Em relação à fração sólida, esta apresenta melhores condições para o aproveitamento na cerâmica vermelha e agregados cerâmicos leves ou, alternativamente, em processos complementares que visam a remoção total do óleo (extração por solventes ou processos biológicos). / The city of Soledade is the main state pole (RS) on the manufacture, sale and export of agates. In the processing of agate, the step of sawing geodes generates a residue composed of diesel oil and stone dust (oily sludge).Due to the high cost and because this process is carried out mostly by small companies, the oily sludge is accumulated in their own courtyards, waiting for a suitable destiny. Often, the sludge is processed with water, providing a partial oil recovery, but don’t avoid the generation of an oil-aqueous sludge. The stored sludge containing fluids, is an environmental liability to be solved within the production chain of gems and jewels of the state of Rio Grande do sul. The objective of this work wasto study the removal of the liquid fraction (oild and water) present in the residue by pressing. The experimental part of the work included several steps. Initially the oil diesel removal by water extraction process made by the companies was characterized. The treatment of the oily and water-oily residue were studied by pressing on a laboratory scale, where the main variable were pressure (2 MPa, 4.2 MPa and 6.4 MPa)and temperature ( 0°C, 23°C and 60°C) The oily residue treatment was also carried out in an industrial hydraulic press (11,7 MPa). The experiments were performed in triplicate and differences between means were statistically analyzed (ANOVA and Tukey test). The laboratory results showed that the removal of liquid is a function of the applied pressure – higher the pressure higher the removal- and the best temperature occurs at 23 °C. As it provides the highest pressure, the best result were obtained with the industrial press. In this condition the oily residue, contain 19.0% oil and 8.4% water, after the press it had 2.7% oil and 3.7% water, corresponding to approximately 77% of liquid removal. The material showed reduced volume and lost their flow properties. It can be concluded that pressing is a satisfactory and viable oil recovering method from the residue of sawdust agate. Regarding the solid fraction, this presents the best conditions for the utilization in red pottery and ceramic lightweight aggregate or, alternatively, in complementary processes aimed at complete removal of oil (solvent extraction or biological processes).