Novas tecnologias para o tratamento de água potável vêm sendo empregadas na medida em que a utilização de sais de alumínio tem apresentado correlação com doenças de envelhecimento mental nos seres humanos. Os coagulantes orgânicos de origem vegetal podem substituir de forma satisfatória estes sais no tratamento convencional de água potável. A utilização de processos combinados utilizando membranas de ultrafiltração com coagulação é uma alternativa aos métodos convencionais de potabilização. Com este cenário, o presente trabalho tem como objetivo comparar o desempenho operacional de uma planta piloto de ultrafiltração com membranas submersas para produção de água potável a partir do Lago Guaíba, utilizando o coagulante convencional poli (cloreto de alumínio) (PAC) e um coagulante orgânico oriundo da casca da Acácia Negra (Acacia maernsii) Tanfloc SG, com a análise da morfologia, massa molar de corte e permeabilidade hidráulica da membrana e com análises da água bruta e filtrada. As membranas de fibra oca de Poliéter Sulfona (PES) com massa molar de corte de 50 kDa, permearam sob pressão fixa de -500 mbar, com ação de borbulhamento em testes de 140 horas para avaliação da performance e testes de 10 horas para avaliação da qualidade de permeado. Os resultados indicaram semelhança no desempenho operacional dos dois coagulantes quanto à redução da permeância hidráulica relativa, e a qualidade do permeado indicou que mesmo com a ausência de flocos no tanque de alimentação, não houve passagem significativa de coagulante para o permeado. Os parâmetros de potabilidade indicaram o enquadramento da água produzida nos padrões organolépticos na atual Portaria 2914/2011 do Ministério da Saúde. / New technologies to water treatment have been applied as the aluminum salts commonly used have shown correlations with mental diseases in human beings. The organic coagulants from natural sources can satisfactorily replace those inorganic salts in drinking water treatment. The hybrid processes join ultrafiltration membranes with coagulation are alternatives to the standard potabilization. The present study compares the operational behavior of a submersed ultrafiltration (UF) pilot plant producing drinking water from Guaíba Lake, using poli (aluminum chloride) (PAC) and an organic coagulant extracted from Acacia maernsii Tanfloc SG. The membrane and the permeate were investigated. The polyether sulfone hollow fiber membranes filtered with a -500 mbar constant vacuum and air bubbles through 140 hours for performance test and for 10 hour for permeate quality verification. The results showed similarity of the relative hydraulic permeability of the two coagulants, and even with the absence of visible flocs in the membrane tank, there were no significant coagulant carryover through the membrane. The analytical data pointed that the water produced with both coagulants had concentration bellow the Brazilian organoleptic standards, according to the Portaria 2914/2011 of the Health Ministry.

Dentre as atividades realizadas pelas indústrias metalúrgicas, destaca-se o forjamento, onde o aço é processado em prensas sob altas temperaturas, resultando na conformação do mesmo no formato desejado. Durante o forjamento, é necessária a aplicação de um lubrificante sobre a peça a fim de reduzir o atrito metal-metal, possibilitando a remoção da peça forjada do interior da matriz. O lubrificante também tem a função de arrefecer, proteger e prolongar a vida útil das matrizes. O lubrificante à base de grafite, por possuir baixo custo, é o mais comum, sendo empregado em cerca de 80% das forjarias. Esses lubrificantes são, historicamente, produzidos em base óleo e, atualmente, também em base água. Após alguns ciclos no processo de conformação, esses lubrificantes são descartados e se juntam à água de lavagem de máquinas, matrizes, pisos e demais águas residuais, gerando um efluente de considerável complexidade que precisa ser tratado a fim de que sejam atendidos os parâmetros de emissões estabelecidos pela legislação. Neste contexto, o objetivo geral desta pesquisa foi desenvolver um tratamento para efluente oriundo da forjaria empregando lubrificantes grafíticos em base água. Amostras de efluentes foram coletadas e caracterizadas em relação aos parâmetros previstos na licença de operação (LO) - pH, sólidos suspensos, sulfetos, DQO, DBO, P, N, Al, B, Pb, Cu, Fe, Ni, Zn e óleos e graxas. Estudos mais detalhados foram realizados em uma amostra, onde se mediram a tensão superficial, a distribuição granulométrica, o potencial zeta e o ângulo de contato entre as fases grafite/água/ar. Essa amostra foi submetida a estudos de tratamento de efluentes por coagulação-floculação seguido de sedimentação ou flotação por ar dissolvido para a remoção dos sólidos suspensos. O lodo gerado foi caracterizado em termos do teor de água e a fase sólida em relação a análise imediata, composição elementar, composição cristalina e poder calorífico. Os resultados demonstraram que o efluente de forjaria base água apresenta uma alta concentração de sólidos suspensos, basicamente partículas de grafite na faixa granulométrica de 1,9 a 13,6 μm. O processo de tratamento do efluente deve iniciar pela remoção do material suspenso, que pode ser realizado por coagulação-floculação. A coagulação foi realizada com sucesso empregando uma concentração de 360 mg Al/L na forma de PAC e 25 mg/L de polímero floculante (poliacrilamida catiônica). Testes com coagulantes a base de ferro também foram realizados com resultados satisfatórios, mas apresentando coloração ao final do tratamento. A separação dos flocos pode ser realizada tanto por sedimentação como por FAD, entretanto a alta concentração de sólidos exige deste último uma alta taxa de reciclo e uma pressão de saturação elevada. O lodo gerado do tratamento em laboratório, tanto PAC quanto cloreto férrico, apresenta teores de carbono acima de 70%. O material é enriquecido em grafite, o que abre um leque de possibilidades para sua destinação, que pode ser em: lubrificantes, eletrodos, material energético para cimenteiras e termoelétricas e síntese de diamantes. A análise elementar demonstrou um teor de cinzas de 20%, teor de matéria volátil de 8% e carbono fixo de 72%. O poder calorífico é da ordem de 6200 cal/g. Testes em escala industrial comprovaram a eficiência do tratamento por coagulação-floculação com PAC e polímero catiônico, seguido das etapas de sedimentação e filtração, com valores de eficiência de tratamento superiores a 90% para a maioria dos parâmetros previstos na licença de operação. Conclui-se que há benefícios operacionais, ambientais e econômicos na substituição do lubrificante de grafite base óleo pelo lubrificante base água, pois há a redução da carga poluidora, simplificação do processo de tratamento, economia em reagentes e a possibilidade de obtenção de um lodo rico em grafite. / Among the activities performed by metallurgical industries, forging excels, where the steel is processed in presses using high temperatures, resulting in a conformation of the desired format. During forging, it is necessary to apply a lubricant over the part in order to reduce metal-to-metal friction, making it possible to remove the forged part from the inner die. Lubricant also has the function of cooling, protecting and prolonging the life of the dies. Because graphite based lubricant has the lowest cost, it is the most common lubricant, being used in about 80% of the forging. Historically, these lubricants have been produced on an oil-based basis and are now also produced in based water. After a few cycles in the forming process, these lubricants are disposed and are mixed to the water of washing the machines, dies, floors and other waste water. It generates an effluent of considerable complexity that needs to be treated in order to meet the emission parameters established by the agency laws. In this context, the objective of this research was to develop a treatment for the effluent from the forging using graphite water based lubricants. Samples of the effluent were collected and characterized in the parameters of the operating license (LO) - pH, suspended solids, sulfides, COD, BOD, P, N, Al, B, Pb, Cu, Fe, Ni, Zn and oils and greases. More detailed studies were carried out in one sample, where were measured surface tension, particle size distribution, the zeta potential and contact angle between the graphite / water / air phases. This sample was submitted to effluent treatment by coagulation-flocculation followed by sedimentation or flotation by dissolved air for the removal of suspended solids. The sludge generated was characterized in terms of the water content and the solid phase in immediate analysis, elemental composition, crystalline composition and calorific value. The results showed that the water based forging effluent presents a high concentration of suspended solids, basically graphite particles in the size range of 1.9 to 13.6 μm. The treatment of the effluent should begin by the removal of the suspended material, which can be carried out by coagulation-flocculation. Coagulation was successfully performed using a concentration of 360 mg Al / L in PAC (aluminum polychloride) and 25 mg / L of flocculating polymer (cationic polyacrylamide). Tests with iron-based coagulants were also performed with satisfactory results, but presented coloration at the end of treatment. The separation of the suspension can be achieved either by sedimentation or by DAF (Dissolved Air Flotation). However the high concentration of solids requires a high recycle rate and a high saturation pressure. The sludge generated from the laboratory treatment, both PAC and ferric chloride, contained carbon above 70%. The material is enriched in graphite, which opens a range of possibilities for its destination, which can be in: lubricants, electrodes, energy material for cement and thermoelectric and diamond synthesis. The elemental analysis showed an ash content of 20%, volatile material content of 8% and fixed carbon of 72%. The calorific value is of the order of 6200 cal/g. Industrial scale tests proved the efficiency of the coagulation-flocculation treatment with PAC and cationic polymer, followed by sedimentation and filtration steps, with efficiency values above 90% for most of the parameters provided in the operating license. It is concluded that there are operational, environmental and economic benefits in the substitution of oil-based graphite lubricant for water-based lubricant, as there is a reduction of the pollutant load, simplification of the treatment process, savings in reagents and the possibility of obtaining a graphite rich sludge.

No presente trabalho foi estudado o tratamento do efluente líquido de uma indústria de defensivos agrícolas, que se caracteriza por apresentar alta DQO (Demanda Química de Oxigênio) e alta toxicidade. O principal objetivo deste trabalho foi investigar o processo de coagulação/floculação associado ao processo de adsorção em carvão ativo na remoção de DQO e na redução da toxicidade do efluente, para adequá-lo ao tratamento posterior por lodos ativados. Foram realizados testes para analisar a eficiência desse processo e obteve-se uma excelente redução na DQO e uma boa redução da toxicidade. A remoção média de DQO ficou entre 73,4 e 93,5% e todas as correntes encontravam-se dentro dos limites estabelecidos pela DZ-205, legislação estadual da FEEMA (Fundação Estadual de Engenharia do Meio Ambiente) para envio à unidade de tratamento biológico. Obteve-se também boa redução da toxicidade, o que indica que os efluentes analisados podem ser enviados para o tratamento biológico. Essa metodologia também permitiu a otimização do processo de pré-tratamento dos efluentes em diversos aspectos: redução do consumo de carvão ativo, redução do tempo de operação e redução de 19,7% nos custos operacionais. / In the present work the wastewater treatment from a pesticides industry was investigated, the wastewater has the following characteristics: high COD (Chemical Oxygen Demand) and sometimes high toxicity. The main objective of this study was to investigate the coagulation/floculation process associated with the activated carbon adsorption process to remove COD and to reduce toxicity from the wastewater, leading it adequate for a latter treatment with activated sludge. The results showed that the process led to an excellent reduction of COD and an appreciable reduction of the toxicity. The COD removal was comprised between 73.4 and 93.5% and the treated effluents fulfilled the requirements established by DZ-205 from FEEMA (Fundação Estadual de Engenharia do Meio Ambiente). Toxicity was appreciably removed, indicating that the treated effluent can be sent to a biological treatment process. It was possible to improve the wastewater pre-treatment process in some aspects: reduction of the activated carbon consumption, reduction of the operational process duration and reduction of 19.7% on the operational costs.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:51:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1393937 bytes, checksum: d627ac6102daffc287744ec3395e1fd3 (MD5) Previous issue date: 2013-08-09 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Flocculent yeasts are useful in fermentation processes because they can be easily separated from the fermentation mash reducing costs with cell separation equipment. The flocculation phenotype is not often found in native yeasts, including the species Kluyveromyces marxianus which has a high biotechnological potential due to its ability to assimilate a variety of substrates, ferment at higher temperatures and present a high growth rate. This work aimed at the construction of flocculent strains of K. marxianus with potential to ferment agro-industrial residues. The cassettes used in the construction of flocculent strains of K. marxinaus were amplified from 4 different flocculent strains of Saccharomyces cerevisiae, each strain has a cassette consisting of the URA3 gene as a selection mark and a flocculation gene FLO under control of the constitutive promoter TDH3 (URA3-TDH3p-FLO) and each of these strains contains a different flocculation gene (FLO1, FLO5, FLO9 and FLO10). In order to obtain an auxotrophic mutant strain of K. marxinaus UFV-3, the URA3 gene of this strain was amplified and cloned. Then a fragment of its coding region was removed yielding an inactive gene (URA3Δ), which was used in the transformation of K. marxinaus UFV-3. Due to the impossibility to obtain an auxotrophic strain of K. marxinaus UFV-3, we used the CBS 6556 strain auxotrophic for uracil. This strain was transformed by electroporation using the cassettes from S. cerevisiae. We obtained 4 flocculent strains of K. marxianus CBS 6556 that were selected by growth in medium without uracil. By carrying out the phenotypic analysis of the transformants, it was found that all the strains were flocculants; however, the flocculation degree was different between the 4 strains. The fermentation characteristics of the flocculent strains of K. marxianus were evaluated by using glucose, lactose and glucose/lactose as carbon and energy source and it was found that the strain transformed with the cassette containing the gene FLO9 (KMCBSFLO9) was the strain that showed the best fermentative performance preserving its ability to flocculation. In order to verify the influence of flocculation phenotype in the alcohol tolerance, the KMCBSFLO9 strain, the less flocculant strain (KMCBSFLO10) and the no-flocculant strain (KMCBSΔURA3) were cultured in the presence of different concentrations of ethanol. The results showed that the flocculent and no-flocculant strains present higher cell viability after 12 hours of culture in the presence of different concentrations of ethanol. / Leveduras floculantes são de grande utilidade em processos fermentativos, pois são separadas facilmente do mosto de fermentação. Diminuindo os custos associados á etapa de separação das células. O fenótipo de floculação não é encontrado com frequência em leveduras nativas, incluindo a espécie Kluyveromyces marxianus a qual apresenta alto potencial biotecnológico devido a sua hablilidade de assimilar um amplo espectro de substratos, apresentar uma alta taxa de crescimento e ser termotolerante. Este trabalho teve como objetivo a construção de linhagens floculantes de K. marxianus com potencial para fermentar resíduos agroindustriais. Os cassetes utilizados na construção das linhagens floculantes de K. marxinaus foram amplificados de 4 linhagens floculantes de Saccharomyces cerevisiae que possuem, cada uma, um cassete constituído pelo o gene URA3 como marca de seleção e por um gene de floculação FLO, sob o controle do promotor constitutivo TDH3 (URA3-TDH3p-FLO). Sendo que cada uma dessas linhagens contém um gene de floculação diferente (FLO1, FLO5, FLO9 E FLO10). A fim de obter um mutante auxotrófico da linhagem de K. marxinaus UFV-3 o gene URA3 desta linhagem foi amplificado, clonado e um fragmento da sua região codificadora foi retirado obtendo-se um gene inativo URA3Δ que foi utilizado na transformação da K. marxinaus UFV-3. Neste trabalho não foi possível obter uma linhagem de K. marxinaus UFV-3 auxotrófica para uracila, por isso utilizamos a linhagem CBS 6556 já auxotrófica para uracila. Esta linhagem foi transformada por eletroporação utilizando os cassetes FLO obtendo-se 4 diferentes linhagens floculantes de K. marxianus CBS 6556 que foram selecionadas em meio sem uracila. A análise fenotípica dos transformantes mostrou que que todas as linhagens eram floculantes, contudo, o grau de floculação variou entre as 4 linhagens. Avaliou-se o perfil fermentativo das linhagens floculantes de K. marxianus utilizando glicose, lactose e glicose mais lactose como fonte de carbono e energia. Foi verificado que a linhagem transformada com o cassete contendo o gene FLO9 (KMCBSFLO9) apresentou melhor capacidade fermentativa e manteve sua capacidade de floculação. Com a finalidade de verificar a influência do fenótipo de floculação na viabilidade celular em resposta ao etanol a linhagem de KMCBSFLO9, assim como da linhagem menos floculante (KMCBSFLO10), e a não floculante (KMCBSΔURA3) foram cultivadas na presença de diferentes concentrações de etanol. Os resultados demonstraram que tanto a linhagem não floculante como as duas linahgens floculantes se mostraram resistentes ao etanol.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-07-22T15:37:57Z No. of bitstreams: 1 PaulaRomyneDeMoraisCavalcante_DISSERT.pdf: 1897900 bytes, checksum: 10e345e2f054e35a8e9acff79b0689c5 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-07-27T23:17:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 PaulaRomyneDeMoraisCavalcante_DISSERT.pdf: 1897900 bytes, checksum: 10e345e2f054e35a8e9acff79b0689c5 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-27T23:17:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PaulaRomyneDeMoraisCavalcante_DISSERT.pdf: 1897900 bytes, checksum: 10e345e2f054e35a8e9acff79b0689c5 (MD5) Previous issue date: 2016-01-29 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / A explora??o de petr?leo ? uma das mais importantes atividades industriais da sociedade moderna e apesar de seus derivados apresentarem in?meras aplica??es em rela??o aos processos industriais, existem muitos subprodutos indesej?veis durante esse processo, um deles ? a ?gua separada do petr?leo, denominada ?gua de produ??o, que ? constitu?da por poluentes de dif?cil degrada??o. Al?m disso, o elevado volume de ?gua gerado torna seu tratamento um grande problema para as ind?strias petrol?feras. Dentre os principais contaminantes desses efluentes est?o o fenol e seus derivados, subst?ncias de dif?cil degrada??o natural que devido ao poder t?xico, devem ser removidos por um processo de tratamento antes de sua disposi??o final. Com o intuito de viabilizar a remo??o de fenol em ?guas residuais da ind?stria petrol?fera foi desenvolvido um sistema de extra??o por flocula??o i?nica com tensoativo. A flocula??o i?nica baseia-se na rea??o de tensoativo carboxilado com c?lcio originando um tensoativo insol?vel, que sob agita??o agrega-se formando flocos capazes de atrair a mat?ria org?nica atrav?s da adsor??o. No presente trabalho, utilizou-se sab?o base como tensoativo na flocula??o i?nica e avaliou-se a efici?ncia do processo pela influ?ncia dos seguintes par?metros: concentra??o de tensoativo, fenol, c?lcio e eletr?litos, velocidade de agita??o, tempo de repouso, temperatura e pH. A flocula??o do tensoativo se deu no pr?prio efluente (concentra??o inicial de fenol = 100 ppm,) e a efici?ncia de remo??o alcan?ou 65% de remo??o, utilizando concentra??es de tensoativo e c?lcio de 1300 e 975 ppm, respectivamente em T = 35 ?C, pH = 9,7, velocidade de agita??o = 100 rpm e tempo de contato de 5 minutos. A perman?ncia dos flocos em meio aquoso promove a dessor??o do fenol da superf?cie do floco para a solu??o, atingindo 90% de dessor??o em um tempo de 150 minutos, e o estudo da cin?tica de dessor??o mostrou que o modelo de Lagergren de pseudo-primeira ordem foi adequado para descrever a dessor??o do fenol. Estes resultados mostram que o processo avaliado pode configurar uma nova alternativa para o tratamento no que se refere a remo??o de fenol de efluentes aquosos da ind?stria de petr?leo. / Oil exploration is one of the most important industrial activities of modern society. Despite its derivatives present numerous applications in industrial processes, there are many undesirable by-products during this process, one of them is water separated from oil, called water production, it is constituted by pollutants difficult to degrade. In addition, the high volume of generated water makes its treatment a major problem for oil industries. Among the major contaminants of such effluents are phenol and its derivatives, substances of difficult natural degradation, which due their toxicity must be removed by a treatment process before its final disposal. In order to facilitate the removal of phenol in wastedwater from oil industry, it was developed an extraction system by ionic flocculation with surfactant. The ionic flocculation relies on the reaction of carboxylate surfactant and calcium ?ons, yielding in an insoluble surfactant that under stirring, aggregates forming floc capable of attracting the organic matter by adsorption. In this work was used base soap as ionic surfactant in the flocculation process and evaluated phenol removal efficiency in relation to the following parameters: surfactant concentration, phenol, calcium and electrolytes, stirring speed, contact time, temperature and pH. The flocculation of the surfactant occurred in the effluent (initial phenol concentration = 100 ppm) reaching 65% of phenol removal to concentrations of 1300 ppm and calcium of 1000 ppm, respectively, at T = 35 ?C, pH = 9.7, stirring rate = 100 rpm and contact time of 5 minutes. The permanence of the flocs in an aqueous medium promotes desorption of the phenol from the flake surface to the solution, reaching 90% of desorption at a time of 150 minutes, and the study of desorption kinetics showed that Lagergren model of pseudo-first order was adequate to describe the phenol desorption. These results shows that the process may configure a new alternative of treatment in regard the removal of phenol of aqueous effluent of oil industry.

No presente trabalho foi estudado o tratamento do efluente líquido de uma indústria de defensivos agrícolas, que se caracteriza por apresentar alta DQO (Demanda Química de Oxigênio) e alta toxicidade. O principal objetivo deste trabalho foi investigar o processo de coagulação/floculação associado ao processo de adsorção em carvão ativo na remoção de DQO e na redução da toxicidade do efluente, para adequá-lo ao tratamento posterior por lodos ativados. Foram realizados testes para analisar a eficiência desse processo e obteve-se uma excelente redução na DQO e uma boa redução da toxicidade. A remoção média de DQO ficou entre 73,4 e 93,5% e todas as correntes encontravam-se dentro dos limites estabelecidos pela DZ-205, legislação estadual da FEEMA (Fundação Estadual de Engenharia do Meio Ambiente) para envio à unidade de tratamento biológico. Obteve-se também boa redução da toxicidade, o que indica que os efluentes analisados podem ser enviados para o tratamento biológico. Essa metodologia também permitiu a otimização do processo de pré-tratamento dos efluentes em diversos aspectos: redução do consumo de carvão ativo, redução do tempo de operação e redução de 19,7% nos custos operacionais. / In the present work the wastewater treatment from a pesticides industry was investigated, the wastewater has the following characteristics: high COD (Chemical Oxygen Demand) and sometimes high toxicity. The main objective of this study was to investigate the coagulation/floculation process associated with the activated carbon adsorption process to remove COD and to reduce toxicity from the wastewater, leading it adequate for a latter treatment with activated sludge. The results showed that the process led to an excellent reduction of COD and an appreciable reduction of the toxicity. The COD removal was comprised between 73.4 and 93.5% and the treated effluents fulfilled the requirements established by DZ-205 from FEEMA (Fundação Estadual de Engenharia do Meio Ambiente). Toxicity was appreciably removed, indicating that the treated effluent can be sent to a biological treatment process. It was possible to improve the wastewater pre-treatment process in some aspects: reduction of the activated carbon consumption, reduction of the operational process duration and reduction of 19.7% on the operational costs.

O cultivo de microalgas é uma matéria prima para produção de biocombustível e de captura de carbono devido a vantagens como alta produção de biomassa e rápido crescimento quando comparado com outras fontes de energia e não necessitar de terra fértil. O presente trabalho teve como objetivo estudar métodos de concentração da biomassa. A microalga utilizada foi a Isochrysis galbana. Os cultivos tiveram duração de 20 dias e concentração inicial de 7.104 cel/mL no meio de cultivo F2/Guillard. e foram realizados em fotobioreatores de 500 mL, 3 L e 12 L. Os experimentos foram conduzidos em foto-período de 12 h claro/escuro, com temperatura de 27 a 29 C. Ao final dos cultivos, as amostras foram levadas para a sequência de processos de separação. Inicialmente, foram realizados ensaios de microfiltração em membrana com porosidade de 0,45 m em procedimento do tipo dead-end e constatou-se a rápida e intensa formação de camada de fouling. Acrescentou-se uma etapa de separação por floculação preliminar à microfiltração, utilizando-se Al2(SO4)3 como agente floculante. O meio coagulado foi então filtrado e microfiltrado. O estudo combinado das 3 etapas de separação possibilitou 99% de remoção de biomassa.O teor de óleo obtido foi de 22,4%. Portanto, o trabalho apresenta uma configuração de concentração da biomassa Isochrysis galbana visando o processo de produção de biocombustíveis / The cultivation of microalgae is a feedstock for biofuel production and carbon sequestration due to advantages such as high-biomass production and, fast growth when compared to other energy sources and does not require fertile land. This work aimed to study methods for biomass concentration. The microalgae used was Isochrysis galbana. The cultivation lasted 20 days and initial concentration of 70,000 cells / mL F2/Guillard culture medium and were performed in. Photobioreactors of 500 mL, 3 L and 12 L. The experiments were conducted in photoperiod of 12 h light / dark, temperature of 27-29 C. At the end of cultivation, samples were taken for the sequence of separation processes Initially, tests were performed on microfiltration membrane with 0.45 μm pore diameter in a dead-end procedure, and the rapid and intense formation of fouling layer was noted. One step of preliminary separation by flocculation previous to microfiltration was added to the process, using Al2(SO4)3 as flocculant agent. The coagulated medium was then filtered and microfiltered. The combined study of three separation steps allowed 99% removal of biomassa.O oil content obtained was 22.4%. Therefore, the work presents a configuration in biomass concentration of Isochrysis galbana aiming at the process of production of biofules

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The settling vessels are equipment destined to solid-liquid separation; usually have continuous operation, with a circular section, presenting one conic and one cylindrical part. The solid particle splitting with small granular becomes difficult through the operation of conventional sedimentation. An expedient very used in the industry is the flocculant substance addition, whose objective is to promote the precipitation of particles, in which decantation speed is upper than the single one. The present work aim the study of the burst operational conditions that influence the formation and the stability of these aggregates, the flake and the effect of pH and the concentration of flocculant in the capacity of conventional settling vessel, which area of the transversal remains constant, considering this operational conditions. The experiments were made using a kaolin suspension, with pH adjustment and iron sulfate as flocculant. It was made batch sedimentation tests to find great points of pH and flocculant concentration on sedimentation and calculate the maxim rate of sedimentation by Kynch (1952) method. The experimental design results in a great pH of 7,5 and flocculant concentration of 0,0031mL/g of kaulim; using the flocculation process the diameter particle raised of 5,06 to 311_m; the batch sedimentation experiments were very efficient in spite of simplicity, obtaining a good adjustment of experimental data by constitutive equations of TILLER e LEU (1980) for pression and permeability; the area of transversal section had an influence in sedimentation velocity, the biggest one provide a bigger velocity, indicating a wall effect in the process; calculating the settling vessel capacity by Kynch (1952) method, a great performance was showed up with flocculation process, showing its importance in sedimentation of very small particles, and this study ended in a suggestion of a procedure to a continuous operation of a conventional settling vessel with suspensions previously flocculated. / A sedimentação é uma das operações unitárias mais utilizadas na indústria química. Nela, as fases sólida e líquida são separadas devido à diferença de peso. Para o caso de partículas sólidas muito pequenas, a eficiência de separação diminui drasticamente, inviabilizando a separação com padrões aceitáveis, tornando-se então necessária a pesquisa de métodos para otimização da eficiência de separação. Uma maneira de contornar tal situação consiste na adição de agentes floculantes, cuja ação consiste em produzir estruturas complexas (flocos) com os quais as partículas sólidas interagem e podem ser adsorvidas. Tais estruturas possuem peso suficientemente alto para promover a separação de forma adequada. Os objetivos desse trabalho foram estudar as variáveis que afetam o desempenho de sedimentadores convencionais operando com suspensões previamente floculadas, tais como o pH e a massa de material floculante e apresentar um procedimento para sedimentação contínua com floculação utilizando o sedimentador convencional. Os experimentos foram conduzidos utilizando-se suspensões aquosas de caulim, com ajuste de pH, floculada com sulfato férrico. Foram feitos experimentos em batelada em proveta para encontrar os pontos ótimos de pH e concentração de floculante na sedimentação; experimentos em batelada em proveta e no sedimentador para determinação da taxa máxima de sedimentação pelos métodos de Kynch (1952) e Tiller e Chen (1988). O planejamento experimental resultou em um pH ótimo de operação de 7,5 e concentração ótima de floculante de 0,0031mL/g de caulim; utilizando o processo de floculação conseguiu-se um aumento do diâmetro médio da partícula de 2,9 para 311_m; os ensaios de proveta se mostraram muito eficientes apesar da simplicidade, pois obteve-se um bom ajuste dos resultados experimentais pelas equações constitutivas de TILLER e LEU (1980) para pressão e permeabilidade; houve uma influência da área da seção transversal na velocidade de sedimentação, as provetas de maiores diâmetros proporcionaram as maiores velocidades, indicando que o efeito de parede interfere no processo; o calculo da capacidade do sedimentador pelos métodos de Kynch e Tiller e Chen forneceram um melhor desempenho utilizando-se o processo de floculação, mostrando assim a importância de se utilizar este processo nos casos de sedimentação de partículas muito finas.O estudo da sedimentação com floculação proporcionou a sugestão de um procedimento para a operação contínua do sedimentador convencional operando com suspensões previamente floculadas. / Mestre em Engenharia Química

Em um tratamento de águas de abastecimento ou residuárias, a coagulação/floculação é um processo de grande importância. A determinação dos agentes coagulante/floculante e a quantidade necessária de cada um deles são problemas rotineiros para os profissionais e podem influenciar na qualidade do tratamento. Determinar o tamanho dos flocos é fundamental para que a operação de floculação ocorra com melhor eficiência. Ainda, variáveis hidrodinâmicas, como a velocidade, volume das partículas e do recipiente, também têm a mesma importância nesta finalidade. No presente trabalho, a modelagem do processo de floculação via balanço populacional foi estudada com o objetivo de prever a formação de agregados/flocos em relação com o tempo até atingir o estado estacionário e em condições de operação distintas. Assim, um modelo de balanço populacional pela técnica de discretização por pivô fixo foi implementado no software EMSO. Um estudo foi realizado através de processamento/análise de imagens capturadas em um experimento de coagulação/floculação. As imagens obtidas do processo de floculação foram analisadas e foi verificado a distribuição do tamanho dos flocos. Com os dados de volume e concentração inicial de partículas foi possível a simulação no modelo matemático. Assim tornou-se possível observar o crescimento, a estabilização, o comportamento dos flocos em comparação com o modelo matemático e a frequência desses flocos em cada tamanho em diferentes condições, como o gradiente de velocidade e a concentração inicial de partículas. Os resultados obtidos em comparação com os dados experimentais e a simulação do modelo matemático foram possíveis verificar comportamento semelhante de distribuição de tamanho de flocos. A partir dessa análise, o modelo matemático mostrou-se satisfatório em prever o comportamento experimental. Em diferentes condições pode-se verificar que o gradiente de velocidade e a concentração inicial de partículas influenciam na formação e estabilização dos flocos. Este estudo teve a utilização de softwares de livre acesso para trazer a proposta de implementação a fim de trazer economia de agentes químicos utilizados e melhoria nos processos de operação da estação tratamento de efluentes. / In a wastewater treatment, coagulation / flocculation is a process of great importance. The determination of coagulant / flocculant agent and the required amount of each problems are routine for professional and can influence the quality of treatment. Determination the flocs size is essential for flocculation operation to occur with greater efficiency. Still, hydrodynamic variables, such as speed, particles volume and the container also have the same importance in this purpose. In the present work, modeling of flocculation process by population balance was studied in order to predict the formation of aggregates / flocs in relation to time to reach steady state and at different operating conditions. Thus, a population balance model by discretization technique for fixed pivot was implemented in EMSO software. A study was conducted through the processing / analysis of images captured on an experiment coagulation / flocculation. Images obtained in the flocculation process were analyzed and it was found the size distribution of flocs. With the volume and initial particle concentration values, simulation was possible in mathematical model. Thus it became possible to observe the growth, establization and behavior of flocs in comparison with the mathematical model, and the frequency of such flocs in each size in different conditions, such as the velocity gradient and the initial particle concentration. The results obtained in comparison to experimental data and simulation of the mathematical model we observed behavior flocs size distribution similar. From this analysis, mathematical model was satisfactory to predict the experimental behavior. Under different conditions can be seen that the velocity gradient and the initial concentration of particles influence the formation and stabilization of flocs. This study was the use of software-free access to bring the implementation of proposal in order to bring savings of chemicals used and improvement in operating processes of wastewater treatment station.

Novas tecnologias para o tratamento de água potável vêm sendo empregadas na medida em que a utilização de sais de alumínio tem apresentado correlação com doenças de envelhecimento mental nos seres humanos. Os coagulantes orgânicos de origem vegetal podem substituir de forma satisfatória estes sais no tratamento convencional de água potável. A utilização de processos combinados utilizando membranas de ultrafiltração com coagulação é uma alternativa aos métodos convencionais de potabilização. Com este cenário, o presente trabalho tem como objetivo comparar o desempenho operacional de uma planta piloto de ultrafiltração com membranas submersas para produção de água potável a partir do Lago Guaíba, utilizando o coagulante convencional poli (cloreto de alumínio) (PAC) e um coagulante orgânico oriundo da casca da Acácia Negra (Acacia maernsii) Tanfloc SG, com a análise da morfologia, massa molar de corte e permeabilidade hidráulica da membrana e com análises da água bruta e filtrada. As membranas de fibra oca de Poliéter Sulfona (PES) com massa molar de corte de 50 kDa, permearam sob pressão fixa de -500 mbar, com ação de borbulhamento em testes de 140 horas para avaliação da performance e testes de 10 horas para avaliação da qualidade de permeado. Os resultados indicaram semelhança no desempenho operacional dos dois coagulantes quanto à redução da permeância hidráulica relativa, e a qualidade do permeado indicou que mesmo com a ausência de flocos no tanque de alimentação, não houve passagem significativa de coagulante para o permeado. Os parâmetros de potabilidade indicaram o enquadramento da água produzida nos padrões organolépticos na atual Portaria 2914/2011 do Ministério da Saúde. / New technologies to water treatment have been applied as the aluminum salts commonly used have shown correlations with mental diseases in human beings. The organic coagulants from natural sources can satisfactorily replace those inorganic salts in drinking water treatment. The hybrid processes join ultrafiltration membranes with coagulation are alternatives to the standard potabilization. The present study compares the operational behavior of a submersed ultrafiltration (UF) pilot plant producing drinking water from Guaíba Lake, using poli (aluminum chloride) (PAC) and an organic coagulant extracted from Acacia maernsii Tanfloc SG. The membrane and the permeate were investigated. The polyether sulfone hollow fiber membranes filtered with a -500 mbar constant vacuum and air bubbles through 140 hours for performance test and for 10 hour for permeate quality verification. The results showed similarity of the relative hydraulic permeability of the two coagulants, and even with the absence of visible flocs in the membrane tank, there were no significant coagulant carryover through the membrane. The analytical data pointed that the water produced with both coagulants had concentration bellow the Brazilian organoleptic standards, according to the Portaria 2914/2011 of the Health Ministry.