Wood is a natural raw material, and would hardly be considered a risk to the environment. However, the handling of wood materials on an industrial scale has been shown to have a negative impact on water bodies that run-off from industrial sites that process wood-based materials. Most investigations related to water pollution from wood-based industries have focused on large industrial sites such as pulp and paper mills. The goal of the present thesisis to understand better such environmental problems and treatment solutions that occur at most wood handling sites. Where there are large outdoor storage areas for logs and sawdust that are exposed to rainfall or irrigation, such as the wooden-floor and bio-energy sectors. Leachate generated by the contact of water with wood in storage areas contains a large amount of organic matter that is potentially hazardous to water bodies that receive run-off from the site. It has been found that different wood species yield different leachate compositions, with leachate from oak having the highest pollutants content, followed by leachate from pine. This investigation shows that oak has the potential to leach about 10 times the amount of polyphenols compared with other investigated species (i.e., pine, beech and maple). Furthermore, oak leachates have the lowest ratio of biological oxygen demand at 7 days tochemical oxygen demand (0.12), which suggests a potential problem with the biological degradation of this leachate. It has also been shown that leachate from wood are potentially toxic to aquatic organisms. Treatability studies with the aim of reducing the environmental impact of wood leachate were conducted on a pilot scale as part of the scope of this thesis. The results showed, among other options, the possibility of using constructed wetlands to treat leachate. It was found that plants and aeration can affect the performance of a wetland. However, the most important factor is the time water spends in the wetland. Filter material that could be used to absorb leachate was also studied. A filter consisting of a mixture of peat and ash (from incinerated organic matter), was used to absorb a specific chemical group (polyphenols) in the leachate. It was also shown that polyphenols are vulnerable to ozone, representing a third viable treatment process. / Trä är ett naturligt råmaterial som knappast anses vara en risk för miljön. Däremot har hanteringen av trämaterial i industriell skala visat sig ha negativ inverkan på vattendrag. De flesta utredningar avseende vattenföroreningar inom träbaserade industrier har fokuserat på stora industrier med stor vattenförbrukning så som massa- och pappersbruk. Lakvatten som alstras vid kontakten mellan vatten och trä innehåller höga halter av organiska ämnen som är potentiellt farliga för vattendrag. Målet med denna avhandling är att få kunskap om ovanstående miljöproblem och möjlig behandlingar av dessa. Förorenat lakvatten skapas av industrier, där stora mängder timmer och sågspån är placerade utomhus och utsätts för regn och bevattning, såsom inom trägolv och bioenergisektorn. Man har funnit att lakning från olika träslag ger olika sammansättningar på lakvattnet, där lakvatten från ek har den högsta halten av föroreningar följt av furu. Denna undersökning visar att ek har potential att laka ut tio gånger så mycket polyfenoler jämfört med andra undersökta arter (tall, bok och lönn). Dessutom har lakvatten från ek den lägsta andelen av biologisk syreförbrukning efter 7dagar per kemisk syreförbrukning (0,12), vilket tyder på ett potentiellt problem med den biologiska nedbrytningen av detta lakvatten. Man har även påvisat att lakvattnet från trä är potentiellt giftigt för akvatiska organismer. Studier för att försöka minska miljöpåverkan av lakvatten från denna trädsort gjordes i pilotskala inom ramen för denna avhandling. Dessa studier visade bland annat på möjligheterna att använda sig av våtmarker som reningsmetod, där växter och luftning påverkar hur bra en våtmark fungerar. Men den viktigaste faktorn var den ökade uppehållstiden som vattnet får i våtmarken. Utöver studier av våtmarker har också ett filtermaterial studerats, filtret bestod av en blandning av torv och aska, som användes för att absorbera en specifik kemisk grupp i lakvattnet (polyfenoler). I en tredje typ av behandlingsprocess visade det sig också att polyfenoler effektivt kan brytas ned av ozon.

A presente pesquisa abordou o estudo em escala real do tratamento de lixiviado de aterro sanitário em um sistema composto por dois filtros anaeróbios seguidos de dois banhados construídos. O trabalho foi desenvolvido na estação de tratamento de lixiviado do aterro sanitário pertencente à Central de Resíduos do Recreio, localizada em Minas do Leão/RS. Pretendeu-se verificar a eficiência do sistema na remoção de matéria orgânica e de nitrogênio amoniacal. A fase 1 da pesquisa, que avaliou o desempenho dos filtros anaeróbios quando operados em série, indicou que a quase totalidade da remoção de matéria orgânica facilmente biodegradável ocorreu no primeiro filtro, evidenciando que, para o tratamento do lixiviado em questão, não é interessante a utilização de dois filtros anaeróbios de fluxo ascendente semelhantes em série. A fase 2 avaliou o desempenho dos filtros anaeróbios operados em paralelo e dos banhados construídos. Foi possível concluir-se que: filtros anaeróbios de fluxo ascendente são excelente alternativa para o tratamento de lixiviado de aterro sanitário, pois podem viabilizar remoções de matéria orgânica superiores a 50%; banhados construídos representam uma ecotecnologia interessante para o complemento do tratamento de lixiviado, pois podem viabilizar elevadas remoções de N-amoniacal. / This study discussed the sanitary landfill leachate treatment in a full scale system composed by two upflow anaerobic filters followed by two constructed wetlands. The research was developed at the landfill leachate treatment station owned by Recreio Central Waste, located in Minas do Leão/RS. The objective of the study was to verify the efficiency of the system in the removal of organic matter and ammonia nitrogen. The phase 1 of the study, which evaluated the performance of anaerobic filters when operated in series, indicated that almost all of the removal of organic matter readily biodegradable occurred in the first filter, showing that, for the treatment of leachate concerned, it is not interesting the use of two similar upflow anaerobic filters in series. The phase 2 assessed the performance of the anaerobic filters, operated in parallel, and the constructed wetlands. It could be concluded that: upflow anaerobic filters are excellent alternative for the sanitary landfill leachate treatment, as they may facilitate removal of organic matter greater than 50%; constructed wetlands represent an interesting eco-technology to complement the leachate treatment, which can enable high removals of N-ammonia.

As indústrias lançam diversos poluentes no meio ambiente. Dentre os poluentes destacam-se os elementos tóxicos presentes em efluentes líquidos por acarretarem alto risco potencial à saúde humana e ao meio ambiente. Os efluentes podem ser tratados por materiais adsorventes, os quais podem ser provindos de resíduos industriais. Uma forma de contribuir significativamente na sustentabilidade de uma indústria é a transformação de um de seus resíduos em sub-produto de valor agregado para aplicação no tratamento de seus efluentes líquidos como adsorvente de baixo custo. O objetivo deste trabalho foi sintetizar, e caracterizar zeólitas de cinzas de carvão e avaliar sua aplicação como material adsorvente no tratamento de efluente. Os materiais zeolíticos derivados de três tipos diferentes de cinzas de carvão (cinzas manga, cinzas ciclone e cinzas pesadas) geradas na usina termelétrica de Figueira-PR foram usados para tratar o lixiviado do aterro de cinzas de carvão da mesma usina. As seguintes características das zeólitas foram determinadas: composição mineralógica, composição química, teor de carbono total, análise morfológica, área superficial específica, capacidade de troca catiônica (CTC), perda ao fogo, pH, condutividade e densidade aparente. A fase zeolítica formada foi do tipo sodalita com as três amostras usadas como matéria prima após ativação hidrotérmica alcalina. O material zeolítico de cinzas manga apresentou a menor relação SiO2/Al2O3 (1,46), maior CTC (2,36 meq g-1) e área superficial específica (69,5 m2 g-1) e, consequentemente, maior capacidade de remoção dos íons do efluente. As concentrações de As e Cr estavam acima do padrão de lançamento de efluentes. As três amostras de materiais zeolíticos apresentaram uma remoção significativa de Ni, Cd, Zn e Co na dose de 10 g.L-1. Os materiais zeolíticos das cinzas manga e ciclone foram eficientes para reduzir a concentração de As abaixo do limite imposto pela legislação, enquanto a remoção do Cr não foi efetiva com nenhum dos materiais. Na segunda etapa do trabalho, as zeólitas foram modificadas com o surfactante brometo de hexadeciltrimetilamônio (HTDMA-Br) em concentrações de 1,8 e 20 mmol L-1. A modificação das zeólitas não melhorou a eficiência de remoção do As. A remoção do Cr usando a amostra de zeólita de cinzas manga modificada com HDTMA-Br 20 mmol L-1 resultou em uma concentração final muito próxima ao limite permitido pela legislação. / The industries release various types of pollutants into to the environment. Among these pollutants are the liquid effluents containing toxic elements, they carry a high potential risk to human health and the environment. Some effluents can be treated by adsorbent materials, which can be made from industrial waste. One way to contribute significantly to the sustainability of an industry is to transform one of its residues into a value-added by-product and use in the treatment of its own liquid effluents as a low cost adsorbent. The objective of this estudy was to synthesize and characterize coal ash zeolites and evaluate their application as adsorbent material in the treatment of effluent. Zeolite materials derived from three different types of coal ash (fly ashes, cyclone ashes and heavy ashes) generated at the Figueira-PR thermoelectric plant were used to treat leachate from the coal ash landfill of the same plant. The following zeolite characteristics were determined: mineralogical composition, chemical composition, total carbon content, morphological analysis, specific surface area, cation exchange capacity (CTC), fire loss, pH, conductivity and bulk density. The zeolite phase formed with the three samples used as raw material after alkaline hydrothermal activation was sodalite. The zeolite material from fly ash had the lowest SiO2/Al2O3 ratio (1.46), higher CTC (2.36 meq g-1) and specific surface area (69.5 m2 g-1) and, consequently, greater effluent removal capacity. The As and Cr concentrations were above the effluent discharge standard. The three samples of zeolitic materials showed a significant removal of Ni, Cd, Zn and Co in the dose of 10 g L-1. The zeolite materials from fly and cyclone ash were efficient to reduce As concentrations below the limit imposed by legislation, while removal of Cr was not effective with any of the materials. In the second stage of the study, the zeolites were modified with the surfactant hexadecyltrimethylammonium bromide (HTDMA-Br) in concentrations of 1.8 and 20 mmol.L-1. The zeolite removal efficiency of As did not improve after its modification. Removal of Cr using the 20 mmol.L-1 modified HDTMA-Br modified fly ash zeolite sample resulted in a final concentration very close to the limit allowed by the legislation.

A presente pesquisa objetivou estudar a remoção de matéria orgânica e nitrogênio de lixiviados de aterro sanitário, através do processo biológico de nitritação/desnitritação, operando um reator de lodos ativados em bateladas sequenciais e pós-tratamento físico químico. O trabalho foi dividido em cinco etapas. Durante a primeira, buscou-se ajustar a duração das etapas anóxica e aerada e as condições operacionais, assim como avaliar a utilização da matéria orgânica presente no lixiviado como fonte de carbono. Ao longo de 16 ciclos de tratamento, os resultados da etapa anóxica indicaram que a duração desta não deveria ser maior que uma hora. A desnitritação ficou limitada ao baixo conteúdo de matéria orgânica de fácil biodegradação no lixiviado, o que levou a baixas taxas, entre 0,010 e 0,142 kg.N-NO2-/ m³.dia. Na segunda etapa, foi ajustada a duração da reação anóxica em uma hora, registrando taxa de desnitritação volumétrica média de 1,704 kg.N-NO2-/ m³.dia, assim como remoção de 80% da DBO e 47% de COT, o que indica que a maior parte da matéria orgânica biodegradável foi empregada pelos micro-organismos heterotróficos na desnitritação. Ao final da fase aeróbia, ao longo da primeira e segunda etapa, mantendo uma concentração de oxigênio dissolvido na massa de líquido do reator de 2,0 mg.O2/L, foi possível alcançar eficiências de remoção de N-NH3 de 98% com predominância do N-NO2-, evidenciado pela relação N-NO2-/(N-NO2-+ N-NO3-) próximo de 1. As taxas volumétrias de nitritação variaram na faixa de 0,095 e 0,199 kg.N-NH3/m³.dia. Como o sobrenadante do reator principal apresentava concentrações elevadas de N-NO2- ao final da fase aeróbia, o efluente foi aplicado em um reator de polimento adicionou-se etanol como fonte de carbono. O tratamento complementar ocorreu sem desequilíbrios, apesar do prolongado tempo de reação anóxica requerido para reduzir toda a massa de nitrito introduzida no sistema, fato que levou a registrar baixas taxas de desnitritação, entre 0,221 e 0,052 kg N-NO2-/kg SSV.dia. Durante a quarta etapa, foi avaliado em um segundo reator de lodo ativado em bateladas sequenciais o processo de nitritação/desnitritação, adicionando dentro do reator, ao início da fase anóxica, o etanol para a redução biológica de todo o nitrogênio oxidado a nitrogênio gasoso. Com concentrações de OD no conteúdo do reator de 2,0 mg.O2/L e valores de pH de 8,27±0,27, a relação N-NO2-/(N-NO2- + N-NO3-) não foi superior a 70% nos 9 ciclos estudados, indicando a presença de nitrato. A hipótese que melhor explica a situação refere-se à possibilidade de que a biomassa esteja se adaptando as novas condições operacionais e a probabilidade de que a adição do etanol durante a reação anóxica possa estar criando condições que favorecem a atividade das bactérias oxidantes de nitrito, assim como os menores diâmetros de floco. A quinta etapa compreendeu a aplicação de um pós-tratamento com redução do pH, adição de sais de ferro e carvão ativado em pó (CAP). Nestes testes, foram registradas remoções de COT e cor de de 93% e 98% respectivamente, mantendo pH em 3,0 e dosagens de 300 mg.Fe+³/L e 15 g.CAP/L. / This research aimed to study the removal of organic matter and nitrogen from landfill leachate through biological process of nitritation/denitritation, operating an activated sludge reactor in sequential batches, and physical- chemical post treatment. The work was divided into five stages. During the first stage, was tried to adjust the duration of the anoxic and aerated stages and operational conditions, and evaluate the use of organic matter present in the leachate as a carbon source. Over 16 cycles of treatment, the results of the anoxic stage indicated that this duration should not be greater than one hour. The denitritation was limited by the low organic matter rapidly biodegradable content into the leachate, which led to low rates between 0.010 and 0.142 kg.N-NO2-/ m³.day. During the second stage, was adjusted the duration of the anoxic reaction to one hour, and showed medium volumetric denitritation rate of 1.704 kg.N-NO2-/m³.day, as well as removal of 80% of BOD and 47% of TOC. These results indicate, most of the biodegradable organic matter was used for heterotrophic microorganisms for denitritation. At the end of aerobic phase, during the first and second stage, and maintaining a concentration of oxygen dissolved into the liquid mass of the reactor in 2.0 mg.O2/L, it was possible to achieve removal efficiencies of NH3-N to 98% with predominance of N-NO2- , that was evidenced by the ratio N-NO2-/(N-NO2-+ N-NO3-) close to 1. The volumetric nitritation rates varied from 0,095 to 0,199 kg.N-NH3/m³.day. The effluent from the principal reactor contained high concentrations of N-NO2- at the end of the aerobic phase, for that reason it was applied a polishing stage where was added ethanol as a carbon source. Complementary treatment transcurred without problems, just was required a prolonged anoxic reaction to reduce the entire mass of nitrite introduced into the system, fact that lead to register low rates of denitritation, between 0.221 and 0.052 kg N-NO2-/kg SSV.day. During the fourth stage, was evaluated in a second activated sludge sequential batch reactor; the nitritation/desnitritation process added ethanol inside the reactor, at the beginning of the anoxic phase, for the biological reduction from nitrogen oxidized to nitrogen gaseous. Maintained OD concentrations into the reactor of 2,0 mg.O2/L and pH values of 8.27± 0.27, the N-NO2-/(N-NO2- + N-NO3-) ratio was not higher than 70% during the 9 cycles studied, indicating the presence of nitrate. The best hypothesis which explains this situation, related to the possibility of the biomass was adapted to the new operating conditions, and the possibility to addition ethanol at the begging of anoxic reaction, may be created adequate conditions for oxidizer nitrite bacteria, as well as the small floc diameters. The fifth stage consisted to apply a physical-chemical post-treatment with pH and addition of iron salts and powdered activated carbon (PAC). During these tests, was removal 93% and 98% of TOC and color respectively, with pH to 3,0 and doses of 300 mg.Fe+³/L and 15 g.PAC/L.

A disposição ambientalmente adequada dos resíduos sólidos em aterros sanitários requer atenção ao tratamento do lixiviado gerado, que atualmente representa um desafio aos engenheiros, técnicos e pesquisadores da área. Esse trabalho avalia a tratabilidade do lixiviado pelo processo oxidativo avançado Reagente de Fenton, seguido por tratamento consorciado com esgoto sanitário em biofiltro aerado submerso. Os ensaios com Reagente de Fenton foram realizados em escala de bancada, com tempo de duração de 70 min por batelada; constatou-se que a razão mássica mais eficiente em termos de remoção de DQO do lixiviado bruto foi de 2:1 (H2O2:Fe II). Os resultados mostraram que esse tratamento reduziu, em média, 62% da DQO do lixiviado bruto. Entretanto, houve acréscimo do teor de sólidos no efluente e formação de lodo. Quanto ao tratamento consorciado com esgoto sanitário, foram utilizados dois biofiltros aerados submersos - reator controle (R1) e reator R2, que recebia 2% de lixiviado tratado por reagente de Fenton - com vazões de 330 mL/h e 450 mL/h, respectivamente, ambos com tempo de detenção hidráulica de 12 h. No período monitorado e considerando as eficiências médias de remoção de DQO de 75% e 70% e de DBO de 95% e 88% nos reatores R1 e R2, respectivamente, não foi possível concluir se houve tratamento do lixiviado ou apenas diluição. Entretanto, foi observado que a adição de lixiviado comprometeu a eficiência de remoção de matéria orgânica na forma de COD, no biofiltro R2. / The environmentally sound disposal of solid waste in landfills requires attention to the treatment of the leachate generated, which currently represents a challenge to the engineers, technicians and researchers. This research assesses the treatability of leachate by advanced oxidation process Fenton\'s reagent, followed by combined treatment with sewage submerged aerated biofilters. Assays with Fenton\'s reagent were performed in a bench scale, with a duration of 70 min per batch, it was found that the most efficient weight ratio in terms of COD removal of crude leachate was 2:1 (H2O2:Fe II). Results shows that treatment decreased on average 62% of the COD of the crude leachate. However, there was an increase of solids in the effluent and sludge formation. As for combination with sewage treatment, two submerged aerated biofilters were used - control reactor (R1) and R2 reactor, which received 2% of treated leachate by Fenton\'s reagent - with flows of 330 mL/h and 450 mL/h, respectively, both with a hydraulic retention time of 12 h. In the monitored period and considering the average COD removal efficiencies of 75% and 70% of BOD and 95% and 88% in the reactors R1 and R2, respectively, it was not possible to conclude whether there was treatment of leachate or just dilution. However, it was observed that the addition of leachate compromised the efficiency of removal of organic material in the form of COD in the biofilter R2.

As agressões ao meio ambiente, num contexto de esgotamento de recursos naturais, vêm recebendo crescente importância aos olhos da sociedade e, nesse cenário, o meio ambiente passou a ser protegido pelo Direito Penal. Assim, muitas destas agressões, como a poluição, passaram a ser qualificadas como crimes ambientais tornando se necessária a produção de prova técnica para o seu devido julgamento. Este trabalho apresenta uma nova estratégia para caracterização de crimes ambientais de poluição e correlatos baseado em abordagem multiparamétrica. Para isso foram utilizadas análises de diferentes parâmetros como metais, razões de isótopos estáveis e compostos orgânicos (hidrocarbonetos aromáticos policíclicos), e análise estatística multivariada, com o intuito de obter uma assinatura química robusta dos poluentes da fonte suspeita e assim estabelecer correspondência com os mesmos parâmetros determinados no compartimento ambiental receptor. Ainda, foram incorporados alguns conceitos de metrologia, como o cálculo de incerteza de amostragem, conforme preceituam as novas tendências de desenvolvimento conceitual e metodológico das ciências forenses. Os sedimentos de um curso dágua altamente impactado por descargas diversas foram o objeto das investigações como sendo o compartimento receptor e o percolado de um aterro de resíduos industriais perigosos envolvido em um crime ambiental foi analisado como possível fonte. A abordagem multiparamétrica utilizada neste trabalho proporcionou uma melhor discriminação dos pontos de coleta com base na sua localização com relação às fontes de poluição por meio da Análise de Componentes Principais e as análises de metais realizadas nos sedimentos permitiram caracterizar um crime de poluição ambiental. As estimativas de incerteza de amostragem evidenciaram variações nos resultados principalmente decorrentes da heterogeneidade da distribuição dos contaminantes no meio o que implica que as incertezas devem, preferencialmente, ser estimadas e reportadas nas medições no âmbito forense para um efetivo apoio às tomadas de decisões nelas baseadas. / The aggressions to the environment in a context of depletion of natural resources have been receiving increasing attention in the eyes of society; therefore, the environment became protected by criminal law. For this reason, many assaults, such as pollution, were classified as environmental crimes, generating the need for scientific evidence to be used in the due judgment of these crimes. This paper presents a new method for characterization of environmental pollution and related crimes based on a multiparameter approach. This approach employs the analysis of different parameters such as metals, stable isotope ratio and organic compounds such as polycyclic aromatic hydrocarbons, and statistical techniques of multivariate analysis in order to obtain a robust chemical signature of the suspected source pollutants and then establish correspondence with the same parameters determined in the affected environmental compartment. In addition, some concepts of metrology were incorporated, such as uncertainty of sampling, as demanded by the conceptual and methodological trends in the development of forensic sciences. Watercourse sediments highly impacted by various discharges were investigated as the pollution sink and the leachate from a landfill of hazardous industrial waste involved in an environmental crime was analyzed as a possible source. The multiparameter approach used in this study provided a better discrimination of sampling points based on their location with respect to sources of pollution with the principal components analysis. The metal analysis in sediments allowed the characterization of a pollution crime in the studied stream. The estimates of uncertainty of sampling showed large variations in the results mainly arising from the heterogeneity of the distribution of contaminants in the environment. Hence, the uncertainties should preferably be estimated and reported in the forensic measurements to provide an effective support to decision making.

As melhoras nas condições de disposição de resíduos sólidos em aterros sanitários teve, como conseqüência, a geração de um efluente com um grande potencial poluidor, o lixiviado de aterro sanitário, que anteriormente percolava pelo solo. Com o confinamento da massa de lixo e a impermeabilização do aterro, o lixiviado começou a ser coletado exigindo que o mesmo fosse tratado. A necessidade do tratamento deste efluente está relacionada com sua toxidade,pois contém altas concentrações de amônia, metais e alta carga orgânica que se originam da decomposição de compostos contidos no interior do aterro sanitário. Nesta pesquisa olixiviado é submetido a um pré-tratamento biológico com remoção de nitrogênio, no qual a maior parte da matéria orgânica, principalmente a facilmente biodegradável, é consumida,sobrando apenas compostos de cadeias longas de difícil biodegradabilidade e compostos inorgânicos, que são denominados compostos recalcitrantes, sendo em grande parte formados por substâncias húmicas. A intenção do trabalho foi maximizar a remoção destes compostos por meio de um tratamento físico-químico, realizado pelo processo de coagulação-floculação e é considerado uma forma complementar ao tratamento biológico. A pesquisa foi dividida em diversas etapas, em escala de bancada utilizando o jar teste, variando condições de pH de 2,0 a 5,0 e 10 a 12,0, com dosagens de coagulantes de 400mg Fe+³/l e polímeros aniônicos de alto peso molecular com dosagens de 0,5mg/l a 10,0 mg/l, a fim de encontrar a melhor condição de remoção dos compostos recalcitrantes, com o intuito de melhorar ao máximo as condições do efluente a fim de causar o menor impacto possível do mesmo ao ser lançado em cursos de água. De acordo com as variações na condição de tratamento do lixiviado, definiu-se que, com a diminuição do pH a 4,0 seguido de dosagens de 400mg Fe+³/l e ainda com a adição de 2,0 mg/l de polímero, foi possível atingir condições de remoção da ordem de 98% de cor e 80% de COT, indicando que a utilização de polímero é eficiente no processo de tratamento físico químico pelo processo de coagulação floculação de lixiviado de aterro sanitário / The improvements in the conditions of solid waste disposal in landfills has, as a consequence, the generation of an effluent polluted with great potential, landfill leachate, which previously percolated through the soil. With the containment of the waste stream and sealing of the landfill, the leachate began to be collected by requiring that it be treated. The need for treatment of wastewater is related to its toxicity, because it contains high concentrations of ammonia, metals and high organic load originating from the decomposition of compounds contained within the landfill. In this research the leachate is subjected to a pre- biological treatment with nitrogen removal, in which most of the organic matter, especially the readily biodegradable, is consumed, leaving only long-chain compounds difficult biodegradability and inorganic compounds, which are called recalcitrant compounds, being largely composed of humic substances. The intention of this study was to maximize the removal of these compounds by means of a physical-chemical treatment, performed by coagulation-flocculation process and is considered a complement to a biological treatment. The research was divided into several stages, using bench scale jar test conditions of pH ranging from 2.0 to 5.0 and 10 to 12.0, with dosages of coagulants Fe+³ 400 mg/l anionic polymers high molecular weight with dosages of 0.5 mg/l to 10.0 mg/l, in order to find the best condition for removal of recalcitrant compounds, with the most to improve the conditions of the effluent in order to cause minimum possible impact thereof to be released into waterways. According to the variations in the treatment condition of the leachate, it was decided that, with decreasing pH to 4.0 followed by doses of 400 mg Fe+³/l, even with the addition of 2.0 mg/l polymer conditions it was possible to achieve removal of about 98% color and 80% TOC, indicating that the use of polymer is effective in the physical-chemical treatment process by coagulation flocculation process for landfill leachate.

Thesis submitted in fulfilment of the requirements for the degree of Master of Technology: Chemistry in the Faculty of Applied Sciences at the Cape Peninsula University of Technology, 2012 / Batch experiments were conducted to assess the removal of Ni(II) from aqueous solutions and landfill leachates using low cost adsorbents eggplant peel (EGP), sweet potato peel (SWP) and banana peel (BNP). Preliminary studies were carried out to optimize biosorbent mass, pH, Ni(II) concentration, temperature and contact time for Ni(II) removal. The optimized conditions were then applied to landfill leachates using the selected low cost adsorbents. Ni(II) removal efficiency for each biosorbent was investigated for each parameter. Results indicated that biosorbents masses, pH, initial concentration as well as solution temperature were important factors influencing Ni(II) removal from aqueous solutions. Percentage Ni(II) removal was 66±0.30, 38±3.97 and 33±1.20 using EGP, SWP and BNP, respectively. Ni(II) removal efficiency increased significantly (P ≤ 0.05) with increasing biosorbent mass, pH and Ni(II) initial concentration while it decreased significantly (P ≤ 0.05) with increasing temperature. Although Ni(II) removal efficiency varied significantly with time and the biosorbents no significant (P 0.05) difference was observed between the time interval whether the experiment was conducted in batch or semi batch mode. Results of FTIR studies indicated that several binding and chelating functional groups such as carboxyl, carbonyl and hydroxyl groups on the biomaterials surfaces could be responsible for Ni(II) biosorption. The optimum biosorbent mass for EGP and SWP was 0.4 g and for BNP was 0.05 g. The values for initial concentration, pH, temperature and contact time were 100 mg/L, 5, 22oC and 2 hours, respectively. Ni(II) removal efficiencies using EGP, SWP and BNP were 66, 38 and 33%, respectively. Taking into account the result and optimum condition obtained on Ni(II) removal efficiency from aqueous solution using EGP, SWP and BNP, the Ni(II) removal efficiency using these biosorbents from landfill leachate was investigated. It was found to be significantly (P ≤ 0.05) lower than what was found from aqueous solution.

O lançamento dos efluentes de depósitos de resíduos no ambiente altera significativamente a qualidade das águas. Apesar do amplo acervo de dados sobre os mecanismos de formação do lixiviado e das mudanças de sua qualidade nas diferentes fases do aterro, pouco se sabe sobre os mecanismos de mobilização de poluentes do maciço de resíduos para o lixiviado e da interação deste com as águas subterrâneas e o meio geológico. A compreensão destes processos é essencial para orientar critérios de estabilidade destes aterros e para avaliar se o maciço de resíduos não representa mais uma ameaça para o ambiente. Nesse sentido, um poço de 1,5 m de diâmetro com lisímetros de sucção instalados em diferentes profundidades foi instalado dentro do maciço de resíduos do lixão desativado de São Carlos/SP para análise do conteúdo aterrado e do lixiviado em camadas de resíduos com diferentes idades de deposição. Amostras de águas subterrâneas coletadas em poços de monitoramento a montante, dentro e a jusante do maciço também foram analisadas. Concluiu-se que o lixão está na fase metanogênica e que o maciço é composto por chorume imóvel com elevadas concentrações de poluentes e por resíduos não inertes. Condições redutoras e de tamponamento são mantidas constantes no lixão, as quais controlam as reações redox ocorrentes no maciço e a qualidade do lixiviado. A mobilização de Fe, Ca, Mg, K, Na, Ni, Zn, Pb e Cd do maciço para o lixiviado apresentou-se mais significativa sobre os demais elementos avaliados e ocorre a partir dos resíduos sólidos aterrados e dos solos de cobertura. Os principais parâmetros de interesse ambiental identificados no lixiviado foram nitrogênio amoniacal, Cd, Cr, Pb, NO3 e DBO5 e nas águas subterrâneas foram nitrogênio amoniacal, Cr, Cd, Al, Ni, Fe, Mn e Pb. A análise dos dados de qualidade do conteúdo aterrado e do lixiviado comprovou uma significativa mobilização de poluentes dentro do maciço de resíduos do lixão desativado de São Carlos/SP. Apesar de estar desativado há 18 anos, o maciço de resíduos ainda é fonte primária de poluentes, comprovando seu potencial remanescente de contaminação, principalmente para as águas do Sistema Aquífero Guarani (SAG) e do manancial Ribeirão do Feijão. Portanto, o monitoramento da área não pode ser descontinuado. / The effluent release of waste disposal sites in the environment alters significantly the water quality. Despite the large collection of data about leachate formation mechanisms and its quality changes in the different landfill phases, very little is known about pollutants mobilization in solid waste of an uncontrolled landfill and its interaction with groundwater and geological environment. Understanding these processes is essential to guide stability criteria for these landfills and to assess whether the waste mass no longer represents a threat to the environment. Thus, a dug well with 1.5 meter diameter equipped with suction lysimeters in different depths was installed within the solid waste mass of the uncontrolled landfill of São Carlos/SP to analyze the landed content and the leachate in different aged waste layer. Groundwater samples collected at monitoring wells upstream, within and downstream of the massif were also analyzed. It was concluded that the landfill is in methanogenic phase and that the waste body is composed by immobile leachate with high concentrations of pollutants and by non-inert solid waste. Reductive and tamponade conditions are kept constant in the waste mass, which control the redox reactions occurring in the mass and the quality of leachate. The mobilization of Fe, Ca, Mg, K, Na, Ni, Zn, Pb and Cd from the solid waste to the leachate is very significant and occur from the landed solid waste and from the soil cover. The main parameters of environmental interest identified in the leachate were ammonia nitrogen, Cd, Cr, Pb, NO3 and BOD5 and in groundwater were ammonia nitrogen, Cr, Cd, Al, Ni, Fe, Mn and Pb. Data analysis of grounded content quality and leachate quality has proved significant mobilization of pollutants within the waste mass of uncontrolled landfill of São Carlos. Despite being deactivated 18 years ago, the waste mass is still a primary source of pollutants, proving its remaining potential contamination, mainly for water of Guarani Aquifer System (SAG) and of Ribeirão do Feijão river. Therefore, monitoring of the area can not be discontinued.

A disposição ambientalmente adequada dos resíduos sólidos em aterros sanitários requer atenção ao tratamento do lixiviado gerado, que atualmente representa um desafio aos engenheiros, técnicos e pesquisadores da área. Esse trabalho avalia a tratabilidade do lixiviado pelo processo oxidativo avançado Reagente de Fenton, seguido por tratamento consorciado com esgoto sanitário em biofiltro aerado submerso. Os ensaios com Reagente de Fenton foram realizados em escala de bancada, com tempo de duração de 70 min por batelada; constatou-se que a razão mássica mais eficiente em termos de remoção de DQO do lixiviado bruto foi de 2:1 (H2O2:Fe II). Os resultados mostraram que esse tratamento reduziu, em média, 62% da DQO do lixiviado bruto. Entretanto, houve acréscimo do teor de sólidos no efluente e formação de lodo. Quanto ao tratamento consorciado com esgoto sanitário, foram utilizados dois biofiltros aerados submersos - reator controle (R1) e reator R2, que recebia 2% de lixiviado tratado por reagente de Fenton - com vazões de 330 mL/h e 450 mL/h, respectivamente, ambos com tempo de detenção hidráulica de 12 h. No período monitorado e considerando as eficiências médias de remoção de DQO de 75% e 70% e de DBO de 95% e 88% nos reatores R1 e R2, respectivamente, não foi possível concluir se houve tratamento do lixiviado ou apenas diluição. Entretanto, foi observado que a adição de lixiviado comprometeu a eficiência de remoção de matéria orgânica na forma de COD, no biofiltro R2. / The environmentally sound disposal of solid waste in landfills requires attention to the treatment of the leachate generated, which currently represents a challenge to the engineers, technicians and researchers. This research assesses the treatability of leachate by advanced oxidation process Fenton\'s reagent, followed by combined treatment with sewage submerged aerated biofilters. Assays with Fenton\'s reagent were performed in a bench scale, with a duration of 70 min per batch, it was found that the most efficient weight ratio in terms of COD removal of crude leachate was 2:1 (H2O2:Fe II). Results shows that treatment decreased on average 62% of the COD of the crude leachate. However, there was an increase of solids in the effluent and sludge formation. As for combination with sewage treatment, two submerged aerated biofilters were used - control reactor (R1) and R2 reactor, which received 2% of treated leachate by Fenton\'s reagent - with flows of 330 mL/h and 450 mL/h, respectively, both with a hydraulic retention time of 12 h. In the monitored period and considering the average COD removal efficiencies of 75% and 70% of BOD and 95% and 88% in the reactors R1 and R2, respectively, it was not possible to conclude whether there was treatment of leachate or just dilution. However, it was observed that the addition of leachate compromised the efficiency of removal of organic material in the form of COD in the biofilter R2.