A mais de 70 anos, já compreenderam que para se poder ter uma idéia de uma raiz, em seus detalhes mais discretos (pêlos radiculares) não haveria outra maneira, senão imaginá-las. O primeiro padrão simbólico proposto para a aquisição do conhecimento disso foi o desenho extraído de raízes em um perfil de solo, mas a arquitetura radicular não é uma relação bidimensional entre frações aparentes (ramificações) de sistemas radiculares. A arquitetura radicular, como estruturação estática corresponde à sua variabilidade, um conceito dependente da extração e da tentativa de observação dessa complexidade. A variação é o próprio comportamento da arquitetura que é intrínseco à pressão do meio. Portanto o conceito de arquitetura radicular não deve estar desconectado da idéia do contínuo. Hoje, o homem ainda conta com pouco conhecimento adquirido sobre a arquitetura radicular em seu complexo desenvolver às escuras. Então, sob uma ótica completa, a única solução para a captura da integridade da arquitetura radicular é a adoção de um modo de pensar contemporâneo, estabelecendo-se a integração de novas concepções sobre sistemas e padrões virtuais de memória. Isso suporta a analogia sobre o comportamento arquitetural a partir de uma análise incompleta do sistema radicular, ou melhor, dos elementos estáticos que compõem sua memória residual. Assim, pôde-se obter informações a respeito da variabilidade e da variação arquitetural do sistema radicular de soja (Glycine max (L.) Merril), sob influência do fósforo no solo. Portanto, em sistemas radiculares, a forma vislumbrada é uma contingência da dimensão fractal alcançada num processo cognitivo dinâmico / For more than 70 years, there is accordance that the best procedure to obtain an idea about the root system in more discrete details (root hairs) is the mental model. The first symbolic pattern proposed to capture the knowledge of it was the draw made from roots in a soil profile view, but the root architecture is not a bi-dimensional relation between apparent fractions (branches) of root systems. The root architecture, as a static structure, corresponds to its variability, what is a concept depending on its extraction and the attempt to visualize its complexity. Variation is inherent of architecture behavior, intrinsic to the environmental pressure. So, the root architecture concept does not have to keep disconnected to the continuum idea. Man has yet Iimited knowledge about root architecture in its complex development in darkness. Therefore, under a broader approach, the unique solution for the capture of the entire root architecture is to adopt a contemporary way of thinking, setting up the aggregation of new concepts about systems and virtual memory patterns. This give us the basis to support the analogy about the architectural behavior from a incomplete analysis of the root systems, or better, of the static elements components of its residual memory. Thus, in this study, it could be inferred information about variability and variation in soybean root system (Glycíne max (L.) Merril) under influence of phosphorus in the soil. Thought, in root systems, the abstracted shape is a contingence of the fractal dimension reached under a dynamic cognitive process

Este estudo foi conduzido com genótipos de milho (Zea mays crescidos sob condições de casa de vegetação em solução nutritiva, com níveis de fósforo com o objetivo de: caracterizar genótipos previamente selecionados como eficientes e ineficientes na absorção e utilização do P, quanto ao peso da matéria seca, desenvolvimento do sistema radicular, velocidade de absorção, teor de P, acúmulo de P, e relação e índice de eficiência na utilização do P. Foram conduzidos dois ensaios: no ensaio 1 o material vegetal utilizado constituiu-se de três híbridos de milho: HS 1227, HS 7777 e HD 7974; no ensaio 2 foram utilizados quatro linhagens e quatro híbridos, sendo as linhagens: 1) Ip 48.5.3 (L4); 2) 11.23.3.1 (L40); 3) 10.11.11 (L29); 4) 11.30.11 (L42); e os híbridos: 1) AG 401; 2) HS1(L29 x L42); 3) HS2 (L40 x L04); 4) HS3 (L4 x L29). O delineamento utilizado foi o de blocos casualizados. As plantas foram crescidas em solução nutritiva sob condições de casa de vegetação com 4 mg de P/ litro de por um período de 29 dias (Ensaio 1) e 21 dias (Ensaio 2) e após esse período as plantas foram transferidas para câmara de crescimento sob condições controladas onde foram mantidas por 24 horas em solução sem P. Após esse período, estas foram colocadas em solução nutritiva completa com três níveis de P: 2,0; 4,0 e 8,0 mg P/ litro. Foram retiradas alíquotas destas soluções em intervalos de tempo cronometrados de 30 minutos (Ensaio 1) e 45 minutos (Ensaio 2) num total de sete intervalos. As taxas de absorção de P foram calculadas com base no decréscimo de P na solução nutritiva, a cada intervalo de tempo. Após esse período as plantas foram colhidas e separadas em parte aérea e raízes para as seguintes determinações: comprimento de raízes, peso da matéria seca e concentração de P nas várias partes da planta Outros parâmetros foram calculados como conteúdo na parte aérea e raiz, índice de eficiência do uso; e razão comprimento de raízes / matéria seca na parte aérea. Através dos resultados obtidos verificou-se que as linhagens de milho previamente selecionadas como eficientes, apresentaram maiores sistemas radiculares (comprimento de raízes), maiores velocidades de absorção de P (imol p/h/vaso), maiores conteúdos de P e maior eficiência na utilização de P para produção de matéria seca. As linhagens L29 e L42 (eficientes) mostraram uma tendência superior as linhagens L40 e L04 (ineficientes). No caso dos híbridos, estes mostraram-se, de maneira geral, superiores às linhagens e os híbridos derivados da linhagem L29 salientaram-se aos demais.Também o HD 7974 mostrou-se superior aos HS 7777 e HS 1227, indicando que as características avaliadas são herdáveis e estão sob controle genético. / Two experiments were carried out under greenhouse conditions in nutrient solutions with different levels of phosphorus and corn (Zea mays L.) genotypes. The objective was to characterize previously selected P-efficient and P-inefficient corn genotypes as to top dry matter yield, root dry matter yield, root length, P uptake rate, P concentration P content, and efficiency of use index. In the first experiment, three hybrids were used: HS 1227, HS 7777 and HD 7974. In the second experiment four inbred lines and four hybrids were used: 1) Ip 48.5.3 (L4); 2) 11.23.3.1 (L40); 3) 10.11.11 (L29); 4) 11.30.11 (L42); and the hybrids: 1) AG 401; 2) HS1(L29 X L42); 3) HS2(L40 X L04); 4) HS3(L4 X L29). Both experiments were set in randomized complete block designs. Young plants were grown in nutrient solutions with 4 mg P/liter (2.8 liter pots) during 29 days (experiment 1) and 21 days (experiment 2). After that, plants were transfered to 2.8 liter pots containing new P-free nutrient solutions, in growth-chamber with controlled temperature and light conditions. After 24 hours three levels of P were added to the pots: 2.0; 4.0 and 8.0 mg P/liter. Phosphorus depletion in the nutrient solution was determined in seven intervals of 45 minutes in the experiment 1, and of 30 minutes in the experiment 2. The rates of P uptake were calculated form P contents in the nutrient solutions in each time interval. After that, plants were harvested, separated in tops and roots for the following determinations: root lengh (fresh material), dry matter weights, and P concentrations in plants parts. Other parameters were calculated as P content in tops and roots, efficiency of use index; and root length/top dry matter ratio.The results indicated that previously selected P-efficient corn inbred lines (L29 and L42) showed grater root systems (longer roots), higher P uptake rates expressed by the whole root system (umol P/h/vaso), higher P contents in plant parts and higher efficiency of use index. In general, hybrids showed superior behavior, but those derived from the P-efficient L29 were the best. The HD 7974 derived from the HS 777 X HS 1227 showed also better results, indicating that the P-efficiency characters studied are heritable and under genetic control.

O fósforo é um elemento essencial para todas as formas de vida. Considerando a iminente escassez de recursos para produção de fertilizantes a base de fósforo, bem como os problemas ambientais causados por excessivas cargas desse nutriente em corpos hídricos, faz-se necessária sua recuperação. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar o emprego de um sistema de eletrodiálise no tratamento de uma solução com baixo teor de fosfato visando a recuperação de fósforo de águas residuárias municipais. Empregando uma célula de eletrodiálise de bancada, os experimentos foram conduzidos em 4 etapas. A primeira etapa focou no estudo do transporte do fosfato no sistema de eletrodiálise, reportando-se uma restrição em sua extração percentual possivelmente devido à disponibilidade de H3PO4 decorrente de alterações de pH na interface membrana aniônica/solução diluída, ou ainda pela formação de PO43-, cujo transporte através da membrana pode ser dificultado. A segunda etapa visou a determinação das condições de operação para remover e concentrar fósforo de uma solução com baixa concentração de fosfato, observando-se alterações no sistema que podem comprometer a eficiência do tratamento em valores de taxa de desmineralização > 50 % A terceira etapa focou na recuperação (concentração) do fósforo empregando as condições de operação determinadas na etapa anterior, obtendo-se uma solução com concentração de fosfato > 0,100 g L-1 e fatores de concentração de sódio, fosfato e sulfato > 9,7. Na última etapa, avaliou-se a separação de sulfato e fosfato em condições de densidade de corrente acima da limite. Observou-se que a separação de sulfato do fosfato pode ter sido possível devido à formação de um “efeito barreira” proveniente de intensa dissociação da água na interface membrana aniônica/solução e/ou pela disponibilidade de PO43- decorrente da dissociação das espécies de fosfato. Alterações estruturais foram percebidas na membrana aniônica, limitando a viabilidade do processo à utilização de membranas resistentes a meios alcalinos. Superada essa condição, foi proposto um sistema de eletrodiálise em dois estágios visando a recuperação de fósforo de águas residuárias municipais com baixo teor de fosfato. / Phosphorus is an essential element for all life forms. Considering the imminent depletion of resources to produce phosphorus-based fertilizers, as well as the environmental problems caused by excessive loads of this nutrient in water bodies, its recovery is necessary. In this context, the objective of this work was to evaluate the use of an electrodialysis system in the treatment of a low phosphorus-containing solution aiming at the recovery of phosphorus from municipal wastewater. Employing a laboratory scale five-compartment electrodialysis cell, the study was held in four steps. The first step focused on the study of phosphate transport in the electrodialysis system, reporting a restriction in its percentage extraction possibly due to the availability of H3PO4 associated to pH changes at the anionic membrane/diluted solution interface or by the formation of PO43-, whose transport through the membrane may be hampered. The second step aimed at determining the operational conditions of the electrodialysis system to remove and concentrate phosphorus from a solution with a low phosphate concentration, observing changes in the system that could compromise the efficiency of treatment in values of demineralization rate > 50 % The third step focused on the recovery (concentration) of phosphorus using the operational conditions determined in the previous step, obtaining a solution with a phosphate concentration > 0.100 g L-1 and sodium, phosphate and sulfate concentration factors higher than 9.7. In the last step, the separation of sulfate and phosphate in current density conditions above the limiting one was evaluated. It was observed that the separation of sulfate from phosphate may have been possible due to the formation of a "barrier effect" from intense dissociation of water at the anionic membrane/diluted solution interface and/or to the availability of PO43- resulting from the dissociation of the phosphate species. Structural changes were observed in the anionic membrane, limiting the viability of the process to the use of alkali resistance anion-exchange membranes. Once this condition was overcome, a two-stage electrodialysis system was proposed aiming the recovery of phosphorus from municipal wastewater with low phosphate content.

Este estudo foi conduzido com genótipos de milho (Zea mays crescidos sob condições de casa de vegetação em solução nutritiva, com níveis de fósforo com o objetivo de: caracterizar genótipos previamente selecionados como eficientes e ineficientes na absorção e utilização do P, quanto ao peso da matéria seca, desenvolvimento do sistema radicular, velocidade de absorção, teor de P, acúmulo de P, e relação e índice de eficiência na utilização do P. Foram conduzidos dois ensaios: no ensaio 1 o material vegetal utilizado constituiu-se de três híbridos de milho: HS 1227, HS 7777 e HD 7974; no ensaio 2 foram utilizados quatro linhagens e quatro híbridos, sendo as linhagens: 1) Ip 48.5.3 (L4); 2) 11.23.3.1 (L40); 3) 10.11.11 (L29); 4) 11.30.11 (L42); e os híbridos: 1) AG 401; 2) HS1(L29 x L42); 3) HS2 (L40 x L04); 4) HS3 (L4 x L29). O delineamento utilizado foi o de blocos casualizados. As plantas foram crescidas em solução nutritiva sob condições de casa de vegetação com 4 mg de P/ litro de por um período de 29 dias (Ensaio 1) e 21 dias (Ensaio 2) e após esse período as plantas foram transferidas para câmara de crescimento sob condições controladas onde foram mantidas por 24 horas em solução sem P. Após esse período, estas foram colocadas em solução nutritiva completa com três níveis de P: 2,0; 4,0 e 8,0 mg P/ litro. Foram retiradas alíquotas destas soluções em intervalos de tempo cronometrados de 30 minutos (Ensaio 1) e 45 minutos (Ensaio 2) num total de sete intervalos. As taxas de absorção de P foram calculadas com base no decréscimo de P na solução nutritiva, a cada intervalo de tempo. Após esse período as plantas foram colhidas e separadas em parte aérea e raízes para as seguintes determinações: comprimento de raízes, peso da matéria seca e concentração de P nas várias partes da planta Outros parâmetros foram calculados como conteúdo na parte aérea e raiz, índice de eficiência do uso; e razão comprimento de raízes / matéria seca na parte aérea. Através dos resultados obtidos verificou-se que as linhagens de milho previamente selecionadas como eficientes, apresentaram maiores sistemas radiculares (comprimento de raízes), maiores velocidades de absorção de P (imol p/h/vaso), maiores conteúdos de P e maior eficiência na utilização de P para produção de matéria seca. As linhagens L29 e L42 (eficientes) mostraram uma tendência superior as linhagens L40 e L04 (ineficientes). No caso dos híbridos, estes mostraram-se, de maneira geral, superiores às linhagens e os híbridos derivados da linhagem L29 salientaram-se aos demais.Também o HD 7974 mostrou-se superior aos HS 7777 e HS 1227, indicando que as características avaliadas são herdáveis e estão sob controle genético. / Two experiments were carried out under greenhouse conditions in nutrient solutions with different levels of phosphorus and corn (Zea mays L.) genotypes. The objective was to characterize previously selected P-efficient and P-inefficient corn genotypes as to top dry matter yield, root dry matter yield, root length, P uptake rate, P concentration P content, and efficiency of use index. In the first experiment, three hybrids were used: HS 1227, HS 7777 and HD 7974. In the second experiment four inbred lines and four hybrids were used: 1) Ip 48.5.3 (L4); 2) 11.23.3.1 (L40); 3) 10.11.11 (L29); 4) 11.30.11 (L42); and the hybrids: 1) AG 401; 2) HS1(L29 X L42); 3) HS2(L40 X L04); 4) HS3(L4 X L29). Both experiments were set in randomized complete block designs. Young plants were grown in nutrient solutions with 4 mg P/liter (2.8 liter pots) during 29 days (experiment 1) and 21 days (experiment 2). After that, plants were transfered to 2.8 liter pots containing new P-free nutrient solutions, in growth-chamber with controlled temperature and light conditions. After 24 hours three levels of P were added to the pots: 2.0; 4.0 and 8.0 mg P/liter. Phosphorus depletion in the nutrient solution was determined in seven intervals of 45 minutes in the experiment 1, and of 30 minutes in the experiment 2. The rates of P uptake were calculated form P contents in the nutrient solutions in each time interval. After that, plants were harvested, separated in tops and roots for the following determinations: root lengh (fresh material), dry matter weights, and P concentrations in plants parts. Other parameters were calculated as P content in tops and roots, efficiency of use index; and root length/top dry matter ratio.The results indicated that previously selected P-efficient corn inbred lines (L29 and L42) showed grater root systems (longer roots), higher P uptake rates expressed by the whole root system (umol P/h/vaso), higher P contents in plant parts and higher efficiency of use index. In general, hybrids showed superior behavior, but those derived from the P-efficient L29 were the best. The HD 7974 derived from the HS 777 X HS 1227 showed also better results, indicating that the P-efficiency characters studied are heritable and under genetic control.

Orientador: Leandro Cardoso de Morais / Resumo: A aquicultura é uma atividade de produção de espécies hidrobiológicas sob condições controladas. Esta atividade tem evoluído nos processos produtivos, mas estão gerando águas residuárias, quando lançadas diretamente nos corpos de água constituindo riscos potenciais à saúde. O reator de leito móvel com biofilme (MBBR) é uma variação do processo de lodos ativados. É um sistema de tratamento de efluentes que contem biofilme que cresce aderida aos suportes, que se movem livremente no volume do reator. O objetivo desta pesquisa foi determinar a eficiência na remoção de material, nitrogenado no MBBR dos efluentes gerados num sistema de recirculação para aquicultura "SRA". O sistema MBBR com circulação (SC) - e com aeração (SA) obteve remoções medias de 38,7% para Nitrogênio Total Kjedahl (NTK), 28,9% de fósforo total, 44,5% de DBO, Nitrogênio Amoniacal Total (NAT) de 40% e 38,9% para amônia não ionizada e para nitrito foi 59,3%. Os sólidos Totais (ST), Sólidos Suspensos Totais (SST) e Sólidos Voláteis Totais (SVT) tiveram remoções de 28,0%, 45,9% e 57,4% respectivamente. Durante o período avaliado houve aumento do biofilme nos dois reatores. No MBBR-SA foi verificada a presença de protozoários, microinvertebrados e estruturas filamentosas semelhantes a estreptococos. No MBBR-SC, bactérias na forma de cocos, diplococos e estreptococos. Nas analises realizadas com MEV nos lodos dos dois sistemas foi encontrado traços de silício, alumínio, zinco, fósforo, sódio e magnésio. Também foi ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Aquaculture is an activity of production of hydrobiological species under controlled conditions. These activities have evolved in the productive processes, but are producing wastewater, when thrown directly into bodies of water constituting potential health risks. The moving bed biofilm reactor (MBBR) is a variation of the activated sludge process. It is an effluent treatment system containing biofilm growing attached to the carriers, which move freely in the reactor volume. The aim of this research was to determine the efficiency in the removal of nitrogenous compounds in MBBR from the effluents generated in a recirculating aquaculture system "RAS". The MBBR system with circulation (CS) - and with aeration (AS) obtained mean removals of 38.7% for NTK, 28.9% of total phosphorus, 44.5% of BOD, 40% TAN and 38.9% for non-ionized ammonia and for nitrite was 59.3%. Total Solids (TS), Total Suspended Solids (TSS) and Total Volatile Solids (TSV) had removals of 28.0%, 45.9% and 57.4% respectively. During the evaluated period there was an increase of biofilm in the two reactors. In the MBBR-AS the presence of protozoa, microinvertebrates and filamentous structures similar to streptococcus was verified. Also, in MBBR-CS was verified coccus, diplococcus and streptococcus bacteria. In the analyzes performed with SEM in the sludge of the two systems, traces of silicon, aluminum, zinc, phosphorus, sodium and magnesium. Vibrio and bacillus type bacteria were present and besides granule for... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-06-09T12:01:03Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 5859168 bytes, checksum: c7658c2a75a0ce17583f16cdd1ac2d07 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-09T12:01:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 5859168 bytes, checksum: c7658c2a75a0ce17583f16cdd1ac2d07 (MD5) Previous issue date: 1996-07-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Estudou-se, em casa de vegetação e em câmara de crescimento, o crescimento e a cinética de absorção de fósforo em mudas de jacarandá- da-bahia [Dalbergia nigra (Vell.) Fr. Allem.] e de vinhático (Plathymenia foliolosa Benth.), influenciados pela inoculação com Gigaspora margarita Gerd. e Taxt. As plantas foram cultivadas em substrato, constituído pela mistura de solo, areia e vermiculita, na proporção volumétrica de 1:1:1, na ausência e na presença do fungo micorrízico vesículo-arbuscular (MVA) [G. margarita, tendo-se avaliado a altura, os pesos de matéria fresca e seca dos componentes das mudas, a absorção de nutrientes e a colonização das raízes, aos 98 dias de cultivo em vasos. Também foi estudada a cinética de absorção de fósforo (P) pelas plantas, transferidas do substrato de crescimento para solução nutritiva, utilizando-se diferentes tempos de omissão de P (12, 10, 8 e 6 dias) da solução. As mudas de jacarandá-da- bahia e de vinhático, inoculadas com G. margarita, apresentaram maiores crescimento em altura e pesos de matéria fresca e seca da parte aérea e do sistema radicular, maiores conteúdos de P, K, Ca e Mg, na parte aérea e no sistema radicular, menores valores do Vmáx., Km 6 Cmín, e maior absorção de P durante o ensaio de cinética, do que as não-inoculadas. Não houve efeito significativo (P > 0,05) dos tempos de omissão de P, sobre os parâmetros cinéticos de absorção, nem sobre as características de crescimento ou nutricionais das plantas. Gigaspora margarita foi mais eficiente na produção de mudas de jacarandá-da-bahia do que na produção de mudas de vinhático. Conclui-se que a inoculação com G. margarita permite o crescimento mais rápido de mudas de jacarandá-da-bahia e de vinhático, em razão da maior absorção de nutrientes e da maior eficiência na absorção de P. / Tese antiga

O fósforo é um elemento essencial para todas as formas de vida. Considerando a iminente escassez de recursos para produção de fertilizantes a base de fósforo, bem como os problemas ambientais causados por excessivas cargas desse nutriente em corpos hídricos, faz-se necessária sua recuperação. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar o emprego de um sistema de eletrodiálise no tratamento de uma solução com baixo teor de fosfato visando a recuperação de fósforo de águas residuárias municipais. Empregando uma célula de eletrodiálise de bancada, os experimentos foram conduzidos em 4 etapas. A primeira etapa focou no estudo do transporte do fosfato no sistema de eletrodiálise, reportando-se uma restrição em sua extração percentual possivelmente devido à disponibilidade de H3PO4 decorrente de alterações de pH na interface membrana aniônica/solução diluída, ou ainda pela formação de PO43-, cujo transporte através da membrana pode ser dificultado. A segunda etapa visou a determinação das condições de operação para remover e concentrar fósforo de uma solução com baixa concentração de fosfato, observando-se alterações no sistema que podem comprometer a eficiência do tratamento em valores de taxa de desmineralização > 50 % A terceira etapa focou na recuperação (concentração) do fósforo empregando as condições de operação determinadas na etapa anterior, obtendo-se uma solução com concentração de fosfato > 0,100 g L-1 e fatores de concentração de sódio, fosfato e sulfato > 9,7. Na última etapa, avaliou-se a separação de sulfato e fosfato em condições de densidade de corrente acima da limite. Observou-se que a separação de sulfato do fosfato pode ter sido possível devido à formação de um “efeito barreira” proveniente de intensa dissociação da água na interface membrana aniônica/solução e/ou pela disponibilidade de PO43- decorrente da dissociação das espécies de fosfato. Alterações estruturais foram percebidas na membrana aniônica, limitando a viabilidade do processo à utilização de membranas resistentes a meios alcalinos. Superada essa condição, foi proposto um sistema de eletrodiálise em dois estágios visando a recuperação de fósforo de águas residuárias municipais com baixo teor de fosfato. / Phosphorus is an essential element for all life forms. Considering the imminent depletion of resources to produce phosphorus-based fertilizers, as well as the environmental problems caused by excessive loads of this nutrient in water bodies, its recovery is necessary. In this context, the objective of this work was to evaluate the use of an electrodialysis system in the treatment of a low phosphorus-containing solution aiming at the recovery of phosphorus from municipal wastewater. Employing a laboratory scale five-compartment electrodialysis cell, the study was held in four steps. The first step focused on the study of phosphate transport in the electrodialysis system, reporting a restriction in its percentage extraction possibly due to the availability of H3PO4 associated to pH changes at the anionic membrane/diluted solution interface or by the formation of PO43-, whose transport through the membrane may be hampered. The second step aimed at determining the operational conditions of the electrodialysis system to remove and concentrate phosphorus from a solution with a low phosphate concentration, observing changes in the system that could compromise the efficiency of treatment in values of demineralization rate > 50 % The third step focused on the recovery (concentration) of phosphorus using the operational conditions determined in the previous step, obtaining a solution with a phosphate concentration > 0.100 g L-1 and sodium, phosphate and sulfate concentration factors higher than 9.7. In the last step, the separation of sulfate and phosphate in current density conditions above the limiting one was evaluated. It was observed that the separation of sulfate from phosphate may have been possible due to the formation of a "barrier effect" from intense dissociation of water at the anionic membrane/diluted solution interface and/or to the availability of PO43- resulting from the dissociation of the phosphate species. Structural changes were observed in the anionic membrane, limiting the viability of the process to the use of alkali resistance anion-exchange membranes. Once this condition was overcome, a two-stage electrodialysis system was proposed aiming the recovery of phosphorus from municipal wastewater with low phosphate content.

O fósforo é um elemento essencial para todas as formas de vida. Considerando a iminente escassez de recursos para produção de fertilizantes a base de fósforo, bem como os problemas ambientais causados por excessivas cargas desse nutriente em corpos hídricos, faz-se necessária sua recuperação. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar o emprego de um sistema de eletrodiálise no tratamento de uma solução com baixo teor de fosfato visando a recuperação de fósforo de águas residuárias municipais. Empregando uma célula de eletrodiálise de bancada, os experimentos foram conduzidos em 4 etapas. A primeira etapa focou no estudo do transporte do fosfato no sistema de eletrodiálise, reportando-se uma restrição em sua extração percentual possivelmente devido à disponibilidade de H3PO4 decorrente de alterações de pH na interface membrana aniônica/solução diluída, ou ainda pela formação de PO43-, cujo transporte através da membrana pode ser dificultado. A segunda etapa visou a determinação das condições de operação para remover e concentrar fósforo de uma solução com baixa concentração de fosfato, observando-se alterações no sistema que podem comprometer a eficiência do tratamento em valores de taxa de desmineralização > 50 % A terceira etapa focou na recuperação (concentração) do fósforo empregando as condições de operação determinadas na etapa anterior, obtendo-se uma solução com concentração de fosfato > 0,100 g L-1 e fatores de concentração de sódio, fosfato e sulfato > 9,7. Na última etapa, avaliou-se a separação de sulfato e fosfato em condições de densidade de corrente acima da limite. Observou-se que a separação de sulfato do fosfato pode ter sido possível devido à formação de um “efeito barreira” proveniente de intensa dissociação da água na interface membrana aniônica/solução e/ou pela disponibilidade de PO43- decorrente da dissociação das espécies de fosfato. Alterações estruturais foram percebidas na membrana aniônica, limitando a viabilidade do processo à utilização de membranas resistentes a meios alcalinos. Superada essa condição, foi proposto um sistema de eletrodiálise em dois estágios visando a recuperação de fósforo de águas residuárias municipais com baixo teor de fosfato. / Phosphorus is an essential element for all life forms. Considering the imminent depletion of resources to produce phosphorus-based fertilizers, as well as the environmental problems caused by excessive loads of this nutrient in water bodies, its recovery is necessary. In this context, the objective of this work was to evaluate the use of an electrodialysis system in the treatment of a low phosphorus-containing solution aiming at the recovery of phosphorus from municipal wastewater. Employing a laboratory scale five-compartment electrodialysis cell, the study was held in four steps. The first step focused on the study of phosphate transport in the electrodialysis system, reporting a restriction in its percentage extraction possibly due to the availability of H3PO4 associated to pH changes at the anionic membrane/diluted solution interface or by the formation of PO43-, whose transport through the membrane may be hampered. The second step aimed at determining the operational conditions of the electrodialysis system to remove and concentrate phosphorus from a solution with a low phosphate concentration, observing changes in the system that could compromise the efficiency of treatment in values of demineralization rate > 50 % The third step focused on the recovery (concentration) of phosphorus using the operational conditions determined in the previous step, obtaining a solution with a phosphate concentration > 0.100 g L-1 and sodium, phosphate and sulfate concentration factors higher than 9.7. In the last step, the separation of sulfate and phosphate in current density conditions above the limiting one was evaluated. It was observed that the separation of sulfate from phosphate may have been possible due to the formation of a "barrier effect" from intense dissociation of water at the anionic membrane/diluted solution interface and/or to the availability of PO43- resulting from the dissociation of the phosphate species. Structural changes were observed in the anionic membrane, limiting the viability of the process to the use of alkali resistance anion-exchange membranes. Once this condition was overcome, a two-stage electrodialysis system was proposed aiming the recovery of phosphorus from municipal wastewater with low phosphate content.

Orientadores: Denis Miguel Roston, Jose Teixeira Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2018-08-03T20:04:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ludovice_MariaTerezaFalsetti_D.pdf: 710492 bytes, checksum: fc5aa5e03f96728e4531e82e3fd614c8 (MD5) Previous issue date: 2003 / Doutorado

Made available in DSpace on 2014-06-12T23:14:19Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo6561_1.pdf: 896711 bytes, checksum: 53f117bb22137d029041d22020c91fd8 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Pernambuco / É cada vez maior a preocupação das pessoas com o meio ambiente e sustentabilidade. O presente trabalho é dividido em dois capítulos. No primeiro capítulo a decomposição do detergente em pó para posterior determinação da concentração de fósforo em sua formulação é avaliada quando são utilizados autoclave e forno de micro-ondas. Para estabelecer as melhores condições experimentais foi realizado um planejamento fatorial 25 variando condições experimentais de digestão bem como os parâmetros de fluxo para determinação de fósforo. Após determinar a melhor condição foram realizados experimentos para avaliar o teor de fósforo em detergentes em pó comercializados no Recife. As melhores condições de digestão encontradas foram 0,2 mL da solução de ácido sulfúrico, potência utilizada no forno de micro-ondas de 500 W, tempo de digestão de 2 minutos e para o sistema em fluxo, a concentração de 16 mmol L-1 de molibdato. Estas condições proporcionam um menor custo de reagente quando comparado com o método de referência. Os resultados para determinação de fósforo no sistema em fluxo indicam, de acordo com o teste-t, que não existe diferença significativa entre a digestão em autoclave e em forno de micro-ondas, dentro de um limite de confiança de 95%. O ácido peracético (APA) é um sanitizante que desperta atenção pelo seu poder biocida e por não gerar subprodutos indesejáveis como os compostos orgânicos halogenados. No segundo capítulo foi desenvolvido um sistema de multicomutação em fluxo (MCFIA) para determinação de ácido peracético. O método foi baseado na reação da DDPD (uma forma metil substituída da N-dietil-p-fenilenodiamina) com o ácido peracético utilizando o kit comercial Vacu-vials® (CHEMetrics, Inc). Três minibombas solenóide foram utilizadas para inserir soluções de amostra, solução carregadora (água) e reagente (kit Vacu-vials). O produto da reação foi monitorado a 565 nm. Com as melhores condições experimentais, foi observada resposta linear entre 0,5 e 5,0 mg L-1 de APA (R = 0,9995); um desvio relativo de 4,0 % (n = 8) para a amostra de 3,0 mg L-1 APA; um limite de detecção de 0,10 mg L-1; frequencia analítica de 36 determinações por hora com consumo de reagente de 80 μL por determinação e volume de resíduo de 280 μL por determinação