O uso agrícola de resíduos de efluentes orgânicos é uma alternativa interessante de disposição, pois permite o aproveitamento potencial das águas e dos nutrientes para o crescimento das plantas. A utilização destes efluentes na agricultura constitui uma importante contribuição para a minimização da contaminação devido à redução de seu lançamento em corpos hídricos, além de se tornar uma alternativa econômica para a propriedade rural, que diminui os custos para aquisição de fertilizantes. O aumento no resíduo de efluente produzido pelas usinas de cana-de-açúcar, a vinhaça, é reflexo do aumento da produção do álcool no Brasil. A vinhaça é um subproduto rico em nutrientes, principalmente em matéria orgânica, característica essa que a torna um grande poluidor quando lançado em corpos hídricos. Dentre as soluções para destinação final da vinhaça, a que se destaca é sua aplicação no solo, por meio da técnica de fertirrigação. Dentro desse contexto, o presente trabalho consiste em avaliar o efeito da aplicação de diferentes doses de vinhaça no crescimento, produção e qualidade dos frutos do cultivar de abacaxi vitória, visando à disposição final deste efluente de forma a garantir a reciclagem de água e nutrientes, sem comprometimento das características químicas e físicas do solo. O experimento foi conduzido na área experimental do Departamento de Engenharia de Biossistemas da Escola Superior de Agricultura \"Luiz de Queiroz\" (ESALQ/USP) em ambiente protegido (casa de vegetação). Adotou-se delineamento inteiramente aleatorizado com 5 tratamentos e 4 repetições, totalizando 20 parcelas experimentais, sendo a unidade experimental representada por trincheiras com dimensões 3,20 m de comprimento por 0,80 m de largura por 0,40 m de profundidade. Os tratamentos foram formados pela aplicação de doses de vinhaça referentes a 0, 50, 75, 100 e 125% da demanda de 462 kg ha-1 de potássio pelo abacaxizeiro. O potássio foi tomado como elemento de referência para obtenção dos volumes de vinhaça, sendo que para os cálculos de volume, utilizou-se a norma CETESB P4.231. As fertirrigações foram ministradas, via gotejamento, de acordo com a demanda nutricional do abacaxizeiro, respeitando suas fases de desenvolvimento. Verificou-se que a aplicação de vinhaça no solo aumentou a CTC e a matéria orgânica, porém não promoveu alterações nas características físicas. O aumento das doses de vinhaça afetaram diretamente as variáveis biométricas: altura de plantas, número de folhas, comprimento e largura da folha \"D\". A área foliar, matéria seca da parte aérea e raiz sofreram influência positiva do aumento das doses de vinhaça aplicadas. Verificou-se que as maiores concentrações de nitrato e potássio na solução do solo foram encontradas nos tratamentos com maiores doses de vinhaça aplicadas. Os tratamentos fertirrigados com vinhaça apresentaram menor produtividade quando comparados ao tratamento com adubação química, no entanto as plantas que foram fertirrigadas apresentaram frutos com qualidades físico-químicas superiores, apesar de na análise sensorial não ter sido verificado diferença significativa entre os tratamentos. / The using of effluent residues in agriculture it is a good alternative because allows the use of the water and the nutrients to cultivate some crops. Also it is an important contribution with the mitigation of the contamination promoted by these effluents when disposed in a hydric system and could be an economic alternative to reduce costs with fertilizers. The increase in the production of effluent in the sugarcane mill, the vinasse, it is the result of the increase in the production of ethanol. The vinasse it is a residue rich in nutrients, mainly organic material that can be a problem when disposed in the hydric systems. One alternative to solve this problem it is to utilize the vinasse in the soil by fertigation. This study aim to evaluate the growing, yield and fruit quality in pineapple variety vitória with different levels of vinasse applied by fertigation, and the recycling of water and nutrients by vinasse without compromise the chemical and physical soil characteristics. The experiment was conduct in a greenhouse located in the Biossystem Engineering department, college of agriculture \"Luiz de Queiroz\" ESALQ/USP. The experimental design adopted was completely randomly with 5 treatments and 4 replications, being the experimental unit one trench with 3.2 of length, 0.8 m of width and 0.4 m depth. The treatments was composed by different levels of vinasse: 0, 50, 75, 100 and 125% of the total pineapple potash necessity (462 kg ha-1). The potassium was used as reference element to obtain the total volume of vinasse and was used the standard CETESB P4.261. The fertigation was applied by drip irrigation and respected the pineapple nutrient requirement in the different development phases. The vinasse application promoted the increase in the soil cation-exchange capacity (CEC) and organic material, but not changed their physical characteristics. The increment in the vinasse levels effected directly the biometrics variables: plant high, number of leaves, length and width of leaf \"D\". The leaf area, dry material of aerial part and root showing positive correlation with the vinasse levels applied. The higher level of nitrate and potash in the soil solution was observed in the treatments that received the higher levels of vinasse. Treatments that receive vinasse by fertigation presented lesser yield when compare to treatments that receive just chemical fertilization, but fruits with better physic-chemicals quality, although sensory analysis have not been verified significant difference between treatments.

Orientador: Edson Aparecido Abdul Nour / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-25T02:32:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_GuilhermeAugustoda_M.pdf: 2678513 bytes, checksum: 34afef846ff5c1c96bb5c9b85443853c (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: O presente estudo monitorou um sistema combinado anaeróbio-aeróbio com o objetivo de caracterizar a microfauna contida na biomassa aderida do reator aeróbio e determinar sua correlação com variáveis físicas e químicas, além de avaliar a redução da toxicidade do afluente do sistema para as espécies Vibrio fischeri e Girardia tigrina. O tratamento de esgoto com características sanitárias foi realizado por sistema em escala piloto constituído por filtro anaeróbio (FA), com volume de 300 L, seguido de biofiltro aeróbio submerso (BAS), com volume de 150 L, ambos preenchidos com meio suporte, seguidos de um decantador (DEC) com volume de 50 L. O sistema está instalado nas dependências do Laboratório de Protótipos de Tratamento de Águas e Efluentes (LABPRO) da FEC/UNICAMP. A pesquisa foi dividida em 4 etapas que se diferenciaram pela razão de recirculação entre efluente tratado e o efluente bruto que alimentava o sistema. Na etapa 1 (E1) não houve recirculação, ou seja, razão 0, na etapa 2 (E2) a razão foi de 1,5, na etapa 3 (E3) de 3,0 e na etapa 4 (E4) de 4,0. Foram monitorados 5 pontos de coleta no sistema: P1-esgoto bruto, P4- altura de 40 cm no BAS, P6-altura de 140 cm no BAS, P7-altura de 200 cm no BAS e P8-esgoto tratado. Foram coletadas amostras semanalmente para caracterização da microfauna e determinação das variáveis físicas e químicas, enquanto que os testes de toxicidade foram realizados 3 vezes em cada etapa sendo um no início, um no meio e outro no fim da etapa. A correlação foi estabelecida entre os grupos componentes da microfauna ¿ ciliados predadores de flocos (CPF), ciliados livre natantes (CLN), ciliados fixos (CF), amebas (AMB), flagelados (F) e micrometazoários (MTZ) ¿ e variáveis físicas e químicas tais como pH, temperatura, oxigênio dissolvido, nitrogênio amoniacal, nitrito, nitrato, demanda química de oxigênio (DQO), dentre outras. Na E1 foi encontrada correlação negativa entre o grupo F e as variáveis pH, alcalinidade parcial, alcalinidade total e nitrogênio amoniacal em P4. Em P7 foi determinada correlação positiva entre o grupo CF e pH, alcalinidade parcial, alcalinidade total, NTK e nitrogênio amoniacal, e correlação negativa com nitrato. Na E2 no ponto P4 foi possível correlacionar positivamente o grupo MTZ com nitrato, e negativamente com alcalinidade parcial. O grupo CLN foi correlacionado positivamente com nitrogênio amoniacal, NTK e DBO, e negativamente com nitrito e nitrato em P7. Na E3 o grupo CLN do P7 apresentou correlação positiva com pH, alcalinidade parcial e DBO, e negativa com oxigênio dissolvido e nitrato. Na E4 não foram obtidas correlações significantes para os pontos P4 e P6. Já em P7, o grupo AMB foi correlacionado positivamente com NTK. O esgoto bruto que alimentou o sistema apresentou toxicidade em todas amostras coletadas tanto para Vibrio fischeri quanto para Girardia tigrina. Para o organismo Vibrio fischeri todos os valores de CE50 determinados para o efluente tratado foram considerados não tóxico em cada etapa. Para Girardia tigrina ocorreu uma redução gradual da toxicidade do esgoto tratado ao longo de E1, E2 e E3, e não foi observada toxicidade em E4. P7 se mostrou como o melhor ponto para caracterização da microfauna devido à maior frequência dos grupos da microfauna, além de gerar maior número de correlações com as variáveis do que os pontos P4 e P6. Além disso, foi possível concluir que o sistema combinado foi considerado eficiente na redução de toxicidade para as espécies utilizadas de acordo com os parâmetros de operação aplicados ao sistema / Abstract: This study monitored an anaerobic-aerobic combined system aiming to characterize the microfauna contained in the aerobic reactor biomass and to determine its correlation to physical and chemical variables; it also aimed to asses the wastewater toxicity reduction of the system to the Vibrio fischeri and Girardia tigrina species. The treatment of wastewater with sanitary characteristics was accomplished by a pilot-scale system using an anaerobic filter (AF - 50 L) followed by a submerged aerobic biofilter (SAB - 150 L), both filled with support media, and a clarifier (50 ¿ L). The system is installed at the Laboratório de Protótipos de Tratamento de Águas e Efluentes (LABPRO) from FEC/UNICAMP. The research was divided into 4 stages that differentiate from each other by the recirculation ratio of treated effluent over affluent in the system. In stage 1 (S1), there was no recirculation, so the recirculation ratio was 0. In stage 2 (S2), the ratio was 1,5; in stage 3 (S3), the ratio was 3,0 and in stage 4 (S4), the ratio was 4,0. Five sample points were monitored in the system: P1 ¿ raw wastewater, P4 ¿ 40 cm height in SAB, P6 ¿ 140 cm height in SAB, P7 ¿ 200 cm height in SAB, and P8 ¿ treated wastewater. Samples were collected weekly for microfauna characterization and determination of physical and chemical variables, while toxicity essays were conducted 3 times at each stage: one at the start of the stage, one in the middle of the stage, and the last one at the end of the stage. The correlation was established between the groups that constitute microfauna ¿ crawling ciliates (CC), free swimming ciliates (FSC), sessile ciliates (SC), testae amobae (TA), flagellates (F) and micrometazoa (MTZ), as well as physical and chemical variables, such as pH, temperature, dissolved oxygen, chemical oxygen demand (COD), and others. In S1, negative correlation was established between group F and the variables pH, partial alkalinity, total alkalinity and ammonia nitrogen for P4. In P7, positive correlation was determined between group SC and ph, partial alkalinity, total alkalinity, TKN and ammonia nitrogen, and negative correlation to nitrate. In S2 for P4, it was possible to positively correlate the group MTZ to nitrate, and negatively to partial alkalinity. The group FSC correlated positively to ammonia nitrogen, TKN and BOD, and negatively to nitrite and nitrate in P7. In S3, the FSC group of P7 correlated positively to pH, partial alkalinity and BOD, and negatively to dissolved oxygen and nitrate. In S4, no significant correlation was found for P4 and P6. For P7, the TA group showed positive correlation to TKN. The raw wastewater that fed the system was determined as toxic to all samples collected to Vibrio fischeri and Girardia tigrina. For the organism Vibrio fischeri, all CE50 values determined for treated wastewater were considered nontoxic in every stage. For Girardia tigrina, a gradual toxicity reduction occurred for treated wastewater during S1, S2, and S3, but in S4, all samples were nontoxic. From the results, P7 showed to be the best point for microfauna characterization due to the bigger frequency of microfauna groups in this point and because it generated more significant coefficients that correlated to variables than points P4 and P6. In addition, the combined system is considered efficient when it comes to reducing toxicity for the species used according to the operation parameters applied in the system / Mestrado / Saneamento e Ambiente / Mestre em Engenharia Civil

Orientador: Bruno Coraucci Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil e Arquitetura / Made available in DSpace on 2018-08-03T23:10:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cerqueira_RaulSandoval_M.pdf: 3260879 bytes, checksum: 7e94f9e5a365468df462c389c4c6f886 (MD5) Previous issue date: 2004 / Mestrado

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:42:10Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo6730_1.pdf: 2640812 bytes, checksum: 18349652ee001bf3aeaf01f1089cd561 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2010 / Fundação de Amparo à Ciência e Tecnologia do Estado de Pernambuco / A crescente crise mundial de abastecimento ressalta a necessidade da implementação de instrumentos que norteiem os órgãos gestores no controle do lançamento de efluentes, particularmente nos mananciais hídricos superficiais, objeto deste estudo, visto que a má qualidade da água a torna indisponível para determinados usos. Este trabalho teve por objetivo propor uma metodologia de auxílio aos gestores de recursos hídricos na tomada de decisões, no que se refere à outorga para lançamento de efluentes em cursos d água, utilizando um modelo de qualidade de água e definindo critérios a serem adotados na análise dos pleitos. A área utilizada para a calibração do modelo de qualidade e para a simulação de cenários foi um trecho de aproximadamente 22km do rio Capibaribe, entre os municípios de São Lourenço da Mata e Recife, Pernambuco. O modelo matemático adotado foi o Qual- UFMG, tendo sido analisados os parâmetros OD e DBO. Os resultados obtidos demonstram que menos de 10% do trecho em estudo apresenta estes parâmetros dentro dos limites estabelecidos por lei para a sua classe de enquadramento. Além disso, foi possível a identificação dos pontos críticos, onde nenhuma outorga para lançamento de efluentes poderá ser emitida, sem prévia adequação dos empreendimentos instalados, e pontos onde o rio ainda apresenta alguma capacidade de depuração. A simulação de cenários hipotéticos permitiu concluir que a implantação de metas progressivas de ajuste do efluente enquadra o rio nos padrões estabelecidos para sua classe

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:01:25Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo113_1.pdf: 1321081 bytes, checksum: f4012ebf7d0d6f57baae749af3f63ab8 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2007 / Agência Estadual de Meio Ambiente e Recursos Hídricos / A presença de poluentes no sistema aquático provoca uma série de impactos negativos ao meio ambiente, principalmente no que diz respeito à saúde humana e à destruição dos ecossistemas. A produção de corantes e sua utilização na indústria têxtil resultam na geração de efluentes contendo uma grande variedade de cor. Esses efluentes ao penetrarem nos corpos hídricos, além de provocarem mudanças estéticas, absorvem luz solar, impedem a fotossíntese de plantas aquáticas, liberam compostos de elevada toxicidade ou formam intermediários muito tóxicos, comprometendo todo o ecossistema. O tratamento de efluentes contendo corantes normalmente é feito por processos biológico, físico ou a combinação destes, que não possuem a eficiência adequada ou apenas transfere o problema de uma fase para outra. Dessa forma, a utilização de técnicas mais eficientes, que promovam a completa destruição das moléculas de corantes, se faz necessária. Os Processos Oxidativos Avançados (POA) são bastante efetivos na degradação de uma ampla faixa de poluentes orgânicos por produzirem espécies químicas muito reativas que interagem com a molécula do poluente, convertendo-a em produtos inertes. Entre esses processos está a reação Foto-Fenton que se baseia na geração de radicais hidroxila ( OH) a partir do peróxido de hidrogênio (H2O2), pela reação com o íon ferroso (Fe2+), em meio ácido, na presença de luz. A reação Foto-Fenton destaca-se pela alta eficiência na destruição de compostos orgânicos e relativa simplicidade operacional em comparação a outros POA, tornando-se apropriada para degradação de corantes em meio aquoso. Neste trabalho foi proposta a utilização do processo Foto-Fenton, com auxílio de luz artificial (negra e branca), num sistema em batelada, para remoção do corante Remazol Vermelho RB 133% de soluções aquosas. Para se definir as melhores condições de operação do sistema, foi aplicado um planejamento fatorial 23, onde foram avaliados os efeitos de alguns parâmetros sobre a remoção da cor, como concentração da solução de Fe2+ (8x10-5; 12x10-5 e 16x10-5 mg/L), concentração de H2O2 (145; 217,5 e 290 mg/L) e o tempo de exposição da solução à irradiação (1, 2 e 3 h). Os ensaios foram realizados com soluções aquosas contendo 100 mg/L do corante com o pH ajustado para 3 com H2SO4 0,05 mol/L e a resposta a ser otimizada foi o percentual de descoloração. A concentração residual do corante foi determinada por espectrofotometria UV-visível em 518 nm. Analisando-se os dados do planejamento experimental, verificou-se que os resultados dos sistemas (luz negra e branca) foram bastante satisfatórios, pois a remoção foi maior que 89% em todos os ensaios. Portanto, para o estudo da viabilidade e da cinética do processo, utilizou-se as variáveis em seus menores níveis. Do ponto de vista econômico, o sistema com luz branca e homogeinização foi considerado o mais apropriado para a descoloração do Remazol Vermelho RB 133%, o qual foi o escolhido para o estudo cinético, onde o modelo proposto para a remoção do corante foi ajustado satisfatoriamente. Por fim, mediu-se a Demanda Química de Oxigênio (DQO) do corante e constatou-se que houve não só a descoloração como também a degradação do mesmo, comprovando a eficácia da reação Foto-Fenton na remoção do corante Remazol Vermelho RB 133%

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:05:42Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2896_1.pdf: 1321081 bytes, checksum: f4012ebf7d0d6f57baae749af3f63ab8 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2007 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A presença de poluentes no sistema aquático provoca uma série de impactos negativos ao meio ambiente, principalmente no que diz respeito à saúde humana e à destruição dos ecossistemas. A produção de corantes e sua utilização na indústria têxtil resultam na geração de efluentes contendo uma grande variedade de cor. Esses efluentes ao penetrarem nos corpos hídricos, além de provocarem mudanças estéticas, absorvem luz solar, impedem a fotossíntese de plantas aquáticas, liberam compostos de elevada toxicidade ou formam intermediários muito tóxicos, comprometendo todo o ecossistema. O tratamento de efluentes contendo corantes normalmente é feito por processos biológico, físico ou a combinação destes, que não possuem a eficiência adequada ou apenas transfere o problema de uma fase para outra. Dessa forma, a utilização de técnicas mais eficientes, que promovam a completa destruição das moléculas de corantes, se faz necessária. Os Processos Oxidativos Avançados (POA) são bastante efetivos na degradação de uma ampla faixa de poluentes orgânicos por produzirem espécies químicas muito reativas que interagem com a molécula do poluente, convertendo-a em produtos inertes. Entre esses processos está a reação Foto-Fenton que se baseia na geração de radicais hidroxila ( OH) a partir do peróxido de hidrogênio (H2O2), pela reação com o íon ferroso (Fe2+), em meio ácido, na presença de luz. A reação Foto-Fenton destaca-se pela alta eficiência na destruição de compostos orgânicos e relativa simplicidade operacional em comparação a outros POA, tornando-se apropriada para degradação de corantes em meio aquoso. Neste trabalho foi proposta a utilização do processo Foto-Fenton, com auxílio de luz artificial (negra e branca), num sistema em batelada, para remoção do corante Remazol Vermelho RB 133% de soluções aquosas. Para se definir as melhores condições de operação do sistema, foi aplicado um planejamento fatorial 23, onde foram avaliados os efeitos de alguns parâmetros sobre a remoção da cor, como concentração da solução de Fe2+ (8x10-5; 12x10-5 e 16x10-5 mg/L), concentração de H2O2 (145; 217,5 e 290 mg/L) e o tempo de exposição da solução à irradiação (1, 2 e 3 h). Os ensaios foram realizados com soluções aquosas contendo 100 mg/L do corante com o pH ajustado para 3 com H2SO4 0,05 mol/L e a resposta a ser otimizada foi o percentual de descoloração. A concentração residual do corante foi determinada por espectrofotometria UV-visível em 518 nm. Analisando-se os dados do planejamento experimental, verificou-se que os resultados dos sistemas (luz negra e branca) foram bastante satisfatórios, pois a remoção foi maior que 89% em todos os ensaios. Portanto, para o estudo da viabilidade e da cinética do processo, utilizou-se as variáveis em seus menores níveis. Do ponto de vista econômico, o sistema com luz branca e homogeinização foi considerado o mais apropriado para a descoloração do Remazol Vermelho RB 133%, o qual foi o escolhido para o estudo cinético, onde o modelo proposto para a remoção do corante foi ajustado satisfatoriamente. Por fim, mediu-se a Demanda Química de Oxigênio (DQO) do corante e constatou-se que houve não só a descoloração como também a degradação do mesmo, comprovando a eficácia da reação Foto-Fenton na remoção do corante Remazol Vermelho RB 133%

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:06:57Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7854_1.pdf: 1660590 bytes, checksum: a1796c1a8447bc8c0d113ebd559250c9 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2006 / Um dos maiores problemas associados à sociedade moderna é a contaminação das águas naturais e o setor têxtil tem se mostrado um grande responsável na contaminação das águas no cenário mundial. O processo de adsorção tem sido muito utilizado, por ser eficiente e de baixo custo. O objetivo deste trabalho é estudar a remoção do corante Preto Remazol B por adsorção utilizando o carvão ativado com diâmetro médio de 1,09 mm em coluna de leito fixo. Estudos de equilíbrio e cinética de adsorção foram conduzidos em um reator mecanicamente agitado, com velocidade de agitação igual a 300 rpm e T=30°C, e variação do pH, massa de adsorvente e a concentração inicial de adsorbato. Os resultados foram avaliados num espectrofotômetro UV-VIS a λ=597nm. O modelo cinético de adsorção do tipo Langmuir-Freundlich, foi proposto para melhor representar os dados experimentais. A natureza heterogênea complexa de uma coluna a leito fixo faz aparecer vários aspectos, onde o conhecimento da sua dinâmica é indispensável ao seu dimensionamento e a sua extrapolação. A análise dinâmica do sistema deu-se mediante aplicação de uma solução de cloreto de potássio a 0,005M como traçador em forma de pulso a qual foi medida com respostas em termos de condutividade na saída do sistema, avaliando a vazão volumétrica de alimentação sob parâmetros hidrodinâmicos e de transferência de massa, em particular a DTR em fase líquida. Os dados experimentais foram comparados com modelos de dispersão axial. Estudos cinéticos e das isotermas de equilíbrio foram realizados num reator batelada de capacidade de 1L, permitindo avaliar a eficiência da adsorção quantificada pela medida da concentração do Preto Remazol B, numespectrofotômetro UV-VIS a λ=597nm. O modelo cinético de adsorção do tipo Langmuir-Freundlich, foi proposto para melhor representar os dados experimentais

Submitted by Amanda Silva (amanda.osilva2@ufpe.br) on 2015-03-04T13:02:20Z No. of bitstreams: 2 _Dissertação_Erick_definitiva.pdf: 1573697 bytes, checksum: 6943380e245fdaf2368ad3a1ce00d608 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-04T13:02:20Z (GMT). No. of bitstreams: 2 _Dissertação_Erick_definitiva.pdf: 1573697 bytes, checksum: 6943380e245fdaf2368ad3a1ce00d608 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2013 / ANP; FINEP / Um dos grandes desafios da indústria é buscar o desenvolvimento sustentável no processo produtivo industrial. A baixa disponibilidade de água como matéria-prima em processos produtivos e a crescente exigência da sociedade por um meio ambiente mais saudável têm impulsionado a implantação de programas de minimização do consumo de água e reutilização de efluentes líquidos. Esta prática pode contribuir de forma significativa com a preservação dos recursos hídricos naturais, inclusive com a redução da captação de águas primárias. A Petroquímica Suape, em Pernambuco, iniciou em 2013 a produção de ácido tereftálico (PTA) que é a principal matéria-prima usada na produção do politereftalato de etileno (PET), gerando grande quantidade de efluentes que são tratados por processo biológico anaeróbio seguido de aeróbio. O tratamento de efluentes industriais contendo PTA apresenta dificuldades operacionais devido à toxicidade deste composto. Os processos oxidativos avançados (POA) apresentam facilidade em degradar contaminantes orgânicos tóxicos e resistentes ao tratamento biológico porque se baseiam na geração de radicais hidroxilas que são altamente reativos e pouco seletivos. Este estudo teve como objetivo avaliar a eficácia e a cinética da degradação do ácido tereftálico com processo de fotocatálise heterogênea com radiação solar artificial em presença oxigênio e catalisador TiO2. Foi usado um reator agitado em batelada para tratar um efluente modelo contendo 20 mg L-1 de PTA, com oxigênio adicionado através de borbulhamento de ar comprimido. A análise do efluente tratado foi feita via carbono orgânico total (COT) e determinação da concentração de PTA via espectroscopia UV-visível. As melhores condições operacionais foram obtidas através de um planejamento composto central rotacional, variando-se o pH e a concentração de catalisador TiO2. Um estudo cinético foi realizado variando-se as concentrações de PTA de 20 a 90 mg L-1. Os resultados mostram que a melhor condição de operação foi obtida em pH 5,5 e concentração de TiO2 igual a 1,0 g L-1, a qual foi observada máxima conversão de COT de 93% e conversão de PTA de 98,8%, após 90 minutos de reação. A degradação fotocatalítica de PTA sobre TiO2 seguiu um modelo cinético de pseudo-primeira ordem. Os parâmetros cinéticos de Langmuir-Hinshelwood foram ajustados com um coeficiente de regressão bem satisfatório. A toxicidade do efluente modelo após tratamento foi determinada por metodologia de germinação de sementes de alface. O efluente tratado foi classificado como sendo de baixa toxicidade de acordo com critérios do IBAMA. Dessa forma o processo de fotocatálise heterogênea com TiO2 mostrou-se tecnicamente viável para o tratamento do ácido tereftálico, podendo ser usado como pré-tratamento do efluente industrial antes do tratamento biológico convencional e abrir alternativas para futuros estudos de reuso de água na indústria.

[pt] Para a avaliação da toxicidade aguda através do método respirométrico, foram empregados quatro compostos intoxicantes: Cu2+, fenol, surfactante e antibiótico, em distintas concentrações, os quais foram mantidos em contato durante 15 minutos com quatro tipos de lodo ativado: um oriundo de uma indústria farmacêutica, dois provenientes de indústria alimentícia e o outro aclimatado com efluente produzido sinteticamente. O reator biológico experimental foi montado e operado de modo contínuo para simular as condições encontradas nas indústrias. Os testes consistiram da medição da taxa de consumo de oxigênio pelos micro-organismos durante 5 minutos. Os valores obtidos pelos ensaios eram comparados de modo a entender o comportamento dos microorganismos entre os contaminantes e os diferentes lodos ativados utilizados. O lodo da indústria farmacêutica, por conter diversos compostos tóxicos, possui uma maior adaptabilidade dos micro-organismos, apresentando maior resistência aos compostos tóxicos introduzidos no teste; já o lodo ativado de uma indústria alimentícia, por conter concentrações significativas de óleos e graxas, sugere que haja bloqueio das células, apresentando comportamento similar ao da indústria farmacêutica, indicando que compostos tóxicos e óleos e graxas atuam da mesma forma na respiração do lodo ativado. O método respirométrico é eficaz para a determinação de toxicidade em processos de lodos ativados; foi verificado, também, que quando há descarga de compostos tóxicos e/ou óleos e graxas nas ETEs, os micro-organismos tornam-se mais resistentes, dificultando a detecção da presença do elemento intoxicante. / [en] The main aim of this work was to investigate the behaviour of industrial wastewater activated sludges exposed to sudden contamination by copper ions, phenol, surfactant and amoxicillin, in various concentrations, in order to attempt to obtain a better understanding of the respiration changes of the sludge. Four sets of assays were carried out with samples of sludge from: pharmaceutical industry; two types of food industries; an, a synthetic effluent fed with microorganisms. The contact period between the wastewater and microorganisms was about 15 minutes and the respiration time was 5 minutes. The experiments were conducted and operated continuously in order to simulate real conditions found in industry. All the samples were taken for respiration rate measuring. The values obtained from the assays were used to study the microorganisms behavior by comparing intoxicating compounds and all types of activated sludge tested. The sludge from the pharmaceutical industry has higher adaptability to sudden contact with toxic compounds, as the microorganisms in this type of sludge have normally acquired resistance to many toxic compounds that are commonly present in this type of effluent. However, the activated sludge from food industry, that has high concentrations of oil and grease, presented a similar respiration behavior in comparison to pharmaceutical industry sludge, leading to the conclusion that the oil and grease promote cell blockage, preventing contact between food and microorganisms, and causing respiration interferences. The respirometric method was significantly tested and the result is that this technique promotes efficient determination of activated sludge even under adapted activated sludge to toxic compounds, by which measure become slightly rugged.

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.