Mestre -- Escola Nacional de Saude Publica, Rio de Janeiro, 2003.

Las plantas industriales tienen la responsabilidad de mantener una convivencia armoniosa con el medio ambiente con el que interactúan a través de los recursos que usan y de los residuos que vierten. En una planta de celulosa la mayor cantidad de residuos son líquidos, por lo que, para cuidar el ambiente en que se encuentran, deben realizar esfuerzos para optimizar la operación de su planta de tratamiento de RILES. El presente trabajo desarrolla una herramienta para estos propósitos: un modelo predictivo para el tratamiento biológico de RILES. Una representación del proceso útil para adquirir conocimientos sobre los principios del proceso y para optimizar su operación. El modelo propuesto está basado en el Modelo de Lodos Activados número 1, (ASM1 por sus siglas en inglés), incluyendo expresiones para lidiar con la remoción de ion clorato, un contaminante de gran presencia en un proceso de celulosa con blanqueo ECF (libre de cloro elemental), donde ClO2 es el agente de blanqueo. Se propuso una metodología para la caracterización del flujo de entrada. Además, se determinaron los parámetros y condiciones iniciales del modelo usando antecedentes bibliográficos, experimentos a escala de laboratorio y optimización matemática. Se diseñó un montaje experimental para el trabajo de laboratorio, el cual tiene un gran potencial de aplicación para futuras estimaciones de parámetros o estudios relacionados. Se implementó una plataforma de simulación, simple y eficiente, basada en GNU Octave en combinación con código compilado escrito en C++. La eficiencia de la plataforma fue comprobado comparando con otras alternativas de implementación. La inclusión de código compilado en C++ disminuyó el tiempo de ejecución de 239 a 11 segundos, es decir, una reducciíon en un factor superior a 20. Se obtuvieron las concentraciones de cada variable a lo largo del sistema de reacción. A partir de ellas es posible hacer una lectura de los principios de operación del sistema, sin embargo, resulta necesario comprobar su fidelidad realizando una caracterización de los RILES en cada reactor. La capacidad de predicción del modelo fue determinada considerando datos históricos de entrada y salida del tratamiento biológico. Se logró predecir la salida de la DQO con una eficiencia superior al 93%. A su vez, las predicciónes de los SST y el ion clorato arrojaron valores en el orden de magnitud de los valores referenciales. En el caso de las predicciones de las variables nitrogenadas los resultados fueron menos precisos, por lo que se requiere mayor información sobre el comportamiento de estas variables a lo largo del sistema de reacción para poder ajustar los parámetros necesarios para describir adecuadamente estas variables. Finalmente, se logró desarrollar un modelo matemático para el tratamiento biológico de RILES. Con el grado de desarrollo alcanzado, constituye una herramienta aplicable para la optimización del proceso.

Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-08-23T12:14:13Z No. of bitstreams: 1 MARCOS HENRIQUE SILVA ARAGÃO - DISSERTAÇÃO (PPGECA) 2017.pdf: 4540927 bytes, checksum: d25472de237d384e285a54b061998c1e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-23T12:14:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MARCOS HENRIQUE SILVA ARAGÃO - DISSERTAÇÃO (PPGECA) 2017.pdf: 4540927 bytes, checksum: d25472de237d384e285a54b061998c1e (MD5) Previous issue date: 2017-08 / Capes / No processo de produção do álcool são gerados até 15 litros de vinhoto por litro de álcool produzido. O vinhoto é um rejeito caracterizado por apresentar elevadas concentrações de material orgânico e nutrientes. Essas características fazem do vinhoto um substrato adequado para a produção de proteína unicelular (PUC) em sistemas de lodos ativados mediante a produção de excessiva de biomassa bacteriana, que é constituída por cerca de 60 -70 % de proteínas, podendo ser empregada como ração animal. O lodo do tipo PAO, produzido em sistemas EBPR, é caracterizado por ter uma taxa de decaimento bacteriano notadamente inferior em comparação aos microrganismos ordinários de lodos ativados. Isso representa uma vantagem para a produção de PUC, tanto pela manutenção de uma quantidade maior de biomassa, quanto pelos menores requisitos de oxigênio para a oxidação das células mortas. O desenvolvimento desses microrganismos no lodo exige uma mudança operacional no regime de aeração, introduzindo uma fase anaeróbia em cada batelada, na qual é realizada a alimentação com o substrato. Este trabalho teve como objetivos: avaliar e comparar a produção máxima de PUC a partir do vinhoto em sistemas de lodos ativados em função da idade de lodo tanto para os organismos heterotróficos ordinários (OHO) como para organismos acumuladores de polifosfato (PAO), determinar a eficiência de remoção de material orgânico e de nutrientes, a determinação das composições dos lodos e a determinação das principais constantes cinéticas e estequiométricas de cada um deles. Foi aplicada a respirometria como ferramenta para a caracterização cinética do consumo do material orgânico e adotada a teoria de lodos ativados proposta por van Haandel e Marais (1999). Foram operados e monitorados dois reatores em bateladas sequenciais com idade de lodo de 8 dias, sendo um deles submetido a uma interrupção no regime de aeração, introduzindo uma fase anaeróbia no início de cada batelada visando ao desenvolvimento de um lodo do tipo PAO. Os resultados obtidos demonstraram que houve uma produção satisfatória de lodo em ambos os reatores, bem como uma elevada remoção de material orgânico no efluente. Não se observou uma remoção em excesso de fósforo ou uma elevada fração de fósforo incorporada ao lodo produzido no sistema submetido à modificação no regime de aeração, além disso não foi observada uma produção mais elevada de lodo nesse sistema, indicando que o lodo PAO não foi produzido. A determinação do comportamento cinético dos lodos demonstrou que existe um elevado potencial de produção de PUC em sistemas lodos ativados tratando vinhoto, embora essa produção seja limitada pela capacidade de oxigenação dos aeradores e esteja condicionada ao avanço desses equipamentos. / In the process of producing the alcohol, up to 15 liters of vinasse per liter of alcohol produced are generated. The vinasse is a reject characterized by high concentrations of organic material and nutrients. These characteristics make vinasse a suitable substrate for the production of single cell protein (SCP) in activated sludge systems through the production of excessive bacterial biomass, which consists of about 60-70% of proteins, can be used as animal feed. The PAO-type sludge, produced in EBPR systems, is characterized by having a markedly lower bacterial decay rate compared to ordinary activated sludge microorganisms. This represents an advantage for the production of PUC, both by maintaining a higher amount of biomass and by lower oxygen requirements for the oxidation of dead cells. The development of these microorganisms in the sludge requires an operational change in the aeration regime, introducing an anaerobic phase in each batch, in which the feeding with the substrate is carried out. The objective of this work was to evaluate and compare the maximum production of SCP from vinasse as a function of sludge age in activated sludge systems for both ordinary heterotrophic organisms (OHO) and polyphosphate accumulating organisms (PAO). Efficiency of removal of organic matter and nutrients, determination of the sludge compositions and determination of the main kinetic and stoichiometric constants of each of them. It was applied the respirometry as a tool for the kinetic characterization of organic material consumption and adopted the theory of activated sludge proposed by van Haandel and Marais (1999). Two reactors were operated and monitored in sequential batches with a sludge age of 8 days, one of them being submitted to an interruption in the aeration regime, introducing an anaerobic phase at the beginning of each batch, aiming at the development of a PAO type sludge. The results showed that there was a satisfactory production of sludge in both reactors, as well as a high removal of organic material in the effluent. There was no excess removal of phosphorus or a high fraction of phosphorus incorporated into the sludge produced in the system submitted to the modification in the aeration regime, in addition no higher sludge production was observed in this system, indicating that the PAO sludge was not produced. The determination of the kinetic behavior of the sludge showed that there is a high potential in the PUC production in activated sludge treatment systems, although this production is limited by the oxygenation capacity of the aerators and is conditioned to the advance of these equipment.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-04-17T12:51:52Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1575552 bytes, checksum: e757d5b192800fddc4a2a4306d5548a8 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-17T12:51:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1575552 bytes, checksum: e757d5b192800fddc4a2a4306d5548a8 (MD5) Previous issue date: 2015-07-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Durante o processo de extração do petróleo, um elevado volume de água é consumido gerando grandes volumes de efluentes salinos contaminados com compostos tóxicos de difícil degradação. A amônia é um desses compostos, que em concentrações elevadas, pode ser prejudicial para o ambiente. Por isso, antes de ser descartado ou reutilizado, o efluente deve ser tratado. O tratamento biológico por lodos ativados tem sido o mais utilizado devido ao baixo custo e boa qualidade do efluente tratado. O processo biológico de remoção de amônia é denominado nitrificação, onde a amônia é oxidada a nitrito que é oxidado a nitrato. A primeira oxidação pode ser realizada tanto por bactérias quanto por archaeas. O sal é um fator de instabilidade nas estações de tratamento biológico, porque interfere diretamente nos processos de degradação de poluentes como a nitrificação. Então, o uso de microrganismos adaptados ao sal nas estações de tratamento otimizaria o processo. Dessa forma, o objetivo do estudo foi avaliar a diversidade microbiana total e nitrificante no lodo nitrificante ao longo do processo de aclimatação dos microrganismos à altas concentrações salinas, visando um melhor entendimento sobre a ecologia destes microrganismos. Para tal, o lodo foi aclimatado em batelada, com adição semanal de 5 g/l de NaCl ao efluente de alimentação e a taxa de remoção de amônia foi monitorada. O sal foi adicionado até a completa inibição da nitrificação, que ocorreu na concentração de 125 g/l de NaCl. Em cada concentração salina, uma alíquota do lodo foi coletada e fixada. Os pontos com 25, 50, 75, 100, 105, 115 e 125 g/L foram selecionados, e o DNA total foi extraído das amostras. O DNA foi amplificado com primers específicos para a região RNAr 16S de bacteria e Archaea, e a separação dos amplicons foi feita por eletroforese em gel de gradiente desnaturante (DGGE). Após o DGGE, três pontos foram selecionados para o estudo da diversidade através de sequenciamento massivo da região RNAr 16S de bacteria e archaea e quantificação das populações metabolicamente ativas por Flow-FISH. Foram selecionados os pontos com 25 g/l de NaCl, concentração salina normal do efluente, 100 g/l de NaCl, que foi a ultima concentração salina onde a taxa de nitrificação foi de 100 %, e 125 g/l de NaCl, onde a nitrificação chegou a zero. Os resultados mostraram que com o aumento da salinidade a abundancia de bactérias diminuiu e a de Archaea aumentou, e na concentração de 125 g/L de sal, 80 % da população metabolicamente ativa é composta por archaea. Este resultado era esperado, uma vez que muitos microrganismos pertencentes ao domínio Archaea são resistentes à condições extremas como altas salinidades. Os resultados também mostraram que a remoção de amônia nas três concentrações salinas analisadas é feita por um grupo distinto de microrganismos, envolvendo bactérias autotróficas, bactérias heterotróficas e archaeas, evidenciando a ocorrência da nitrificação autotrófica, heterotrófica e processo ANAMMOX. / During the process of petroleum extraction, a high volume of water is consumed generating large volumes of saline effluent contaminated with toxic compounds that are difficult to degrade. Ammonia is one of these compounds, which at high concentrations can be harmful to the environment. Therefore, before being discarded or reused, the wastewater must be treated. Biological treatment has been the most widely used due to low cost and good quality of the final effluent. The biological process of removing ammonia is nitrification, where ammonia is oxidized to nitrite which is oxidized to nitrate. The first step may be performed both by bacteria and by archaea. The salt is a factor of instability in biological treatment plants, because it interferes directly on pollutant degradation processes such as nitrification. Then, the use of microorganisms adapted to salt in wastewater treatment station would optimize the process. Thus, the aim of the study was to evaluate the total and nitrifying microbial diversity in nitrifying sludge during the acclimation process of microorganisms to high salt concentrations, seeking a better understanding of the ecology of these microorganisms. For this, the sludge acclimatization was carried out in batch with weekly addition of NaCl to the effluent and the removal rate of ammonia was monitored. The salt was added until complete nitrification inhibition, which occurred in the concentration of 125 g/l NaCl. At each salt concentration, a sludge aliquot was collected and fixed for analysis. The points 25, 50, 75, 100, 105, 115 and 125 g/L were selected, and total DNA was extracted from the samples. The DNA was amplified with specific primers for the 16S rRNA region of bacteria and archaea and the separation of amplicons was performed in denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE). After DGGE, three points were selected for the study of diversity by massive sequencing of 16S rRNA region of bacteria and Archaea and quantification of metabolically active population by Flow-FISH. Points were selected with 25 g/l of NaCl, initial salt concentration of the effluent, 100 g/l of NaCl, which was the last salt concentration where nitrification rate was 100 %, and 125 g/l of NaCl, where nitrification reached zero. The results showed an increase in the abundance of archaea and a decrease in the abundance of bacteria over increasing the salt concentration, and in the concentration of 125 g/l of salt, 80 % of metabolically active population is Archaea. This result was expected, since many microorganisms belonging to domain Archaea are resistant to extreme conditions such as high salinity. The results also showed that removal of ammonia in the three salt concentrations analyzed is made by a distinct group of microorganisms, involving autotrophic bacteria, heterotrophic bacteria and archaea, indicating the occurrence of nitrification autotrophic, nitrification heterotrophic and ANAMMOX processes.

Submitted by Nathália Faria da Silva (nathaliafsilva.ufv@gmail.com) on 2017-07-07T19:58:11Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 332385 bytes, checksum: 6f6e82412f5c5185839844aa2f41ad9b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-07T19:58:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 332385 bytes, checksum: 6f6e82412f5c5185839844aa2f41ad9b (MD5) Previous issue date: 2001-07-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O presente trabalho buscou simular, em escala de laboratório, um sistema de lodos ativados em batelada e em série, a fim de avaliar a tratabilidade dos efluentes provenientes de duas seqüências de branqueamento ECF, geradas em laboratório: A(EOP)D(PO) e D HOT (EOP)DP. Foi realizado o mesmo estudo com um efluente industrial de branqueamento ECF de uma fábrica de celulose kraft de eucalipto. Inicialmente, os efluentes foram caracterizados e tratados biologicamente, e em seguida foram realizados testes para estimar os parâmetros cinéticos do crescimento biológico do sistema de tratamento empregado para cada efluente. Os efluentes apresentaram características próximas. O primeiro reator biológico foi eficiente quanto à remoção de DQO (73%), DBO5 (98%) e AOX (50%), para ambos os efluentes, e compatível com os níveis atuais alcançados por fábricas de celulose kraft branqueada. Porém, o segundo reator biológico do sistema em série não foi eficiente, uma vez que praticamente toda matéria orgânica biodegradável existente nos efluentes foi consumida no primeiro reator. A taxa máxima de crescimento da biomassa estimada para o efluente gerado no laboratório foi de aproximadamente 1,3 d^-1, enquanto o efluente industrial apresentou uma taxa xinferior, em torno de 0,6 d^-1. Os coeficientes de produção celular estimados para ambos os efluentes estudados foram próximos, em torno de 0,4 mgSSV mgDQO^-1. Este valor encontra-se próximo do disponível na literatura, para efluentes de celulose kraft. Quanto ao coeficiente de respiração endógena estimado, o efluente laboratorial apresentou valor próximo ao da literatura, 0,13 d^-1, já o efluente industrial apresentou um valor superior, em torno de 0,18 d^-1. / This study tried to simulate in laboratory, a batch activated sludge system to treat two laboratory generated ECF bleaching effluents, A(EOP)D(PO) and D HOT (EOP)DP as well as an industrial eucalyptus kraft pulp ECF bleaching effluent. The effluents were characterized, bio-treated and finally growth kinetics parameters of the biological system used to treat the effluents were estimated. The effluents had similar characteristcs. The first biological reactor shaved efficient COD (73%), BOD (98%) and AOX (50%) removal for both effluents which was comparable to that observed for bleached kraft pulp mill effluents. However, the second biological reactor wasn’t efficient because all effluent biodegradable organic material was oxidized in the first reactor. A estimate of the biomass maximum specific growth rate in the laboratory effluent was 1.3 d^-1, however the rate in the industrial effluent was 0.6 d^-1. The estimates of the yield coefficients in both effluents were similar, 0.4 mgVSS mgCOD^-1, and similar to values found in the literature for pulp effluents. The estimate of the endogenous decay coefficient in the laboratory effluent was similar to values reported in the literature, 0.13 d^-1, however that of the industrial effluent was higher, 0.18 d^-1.

Made available in DSpace on 2012-09-06T01:11:30Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) 598.pdf: 9014270 bytes, checksum: 50ddc5b9b9f3b1a57694ee2b65989074 (MD5) Previous issue date: 2003 / Os sistemas de tratamento de esgotos por lodos ativados, utilizando como suporte aeróbio o oxigênio puro, vem sendo utilizados cada vez com maior freqüência no tratamento de efluentes industriais e, recentemente, no tratamento de esgotos domésticos. No dimensionamento destes sistemas de tratamento tem sido utilizada uma DBO, que utiliza oxigênio puro como suporte aeróbio, que reflete de forma mais realista a eficiência destes sistemas na remoção da matéria orgânica biodegradável. Apesar da grande importância desta DBO modificada não há referências na literatura sobre a sua cinética. Neste trabalho foi estudada a diferença entre os coeficientes cinéticos e os graus de eficiência na remoção da matéria orgânica biodegradável, de um sistema que utilize para análise de DBO um suporte aeróbio tradicional (DBOt), e de outro que utilize oxigênio puro como suporte aeróbio (DBOm). A metodologia operacional desta pesquisa foi baseada na realização de análises para avaliação do comportamento da DBO, quando em meio de ar atmosférico ou em meio de oxigênio puro através da incubação por cinco dias a 20oC e com leitura de oxigênio dissolvido, realizada diariamente, pelo método Winkler. Os resultados das análise demonstraram significativa diferença entre os valores da DBOt e da DBOm, foi obtido um fator de correlação da razão DBOm/DBOt de 1,523 mais ou menos 0,103, demonstrando um aumento da eficiência na remoção da matéria orgânica de cerca de 50 por cento, pelo uso do oxigênio nas condições do ensaio. Através destes resultados obtidos, foram calculados os coeficientes cinéticos (K) associados à redução da DBO; tanto tradicional (DBOt) quanto modificada (DBOm). Além dos aspectos técnicos dos sistemas de tratamento com oxigênio puro, descritos sucintamente neste trabalho, foi realizada uma investigação das aplicações destes sistemas no Brasil, com ênfase em sua evolução histórica entre as décadas de oitenta e noventa. Nesta pesquisa, de cunho mercadológico, da evolução histórica desta técnica de tratamento, foi realizada uma pesquisa de campo com entrevistas aos gerentes de marketing das empresas que fabricam sistemas de aeração com oxigênio puro para tratamento de efluentes. Como resultado desta investigação, é apresentado no capítulo três um consolidado de caráter qualitativo.

Tesis presentada para optar al grado de Magíster en Química área de Especialización en Medio Ambiente y Memoria para optar al Título de Químico / Chile se ubica en el primer lugar de Latinoamérica en lo que se refiere al procesamiento de aguas residuales, lo cual ha posibilitado paulatinamente la descontaminación de los cursos de aguas superficiales y marítimos. El tratamiento de las aguas residuales trae consigo la generación de biosólidos, los cuales pueden ser utilizados como fertilizantes, mejoradores de los suelos, y también como materia prima para la generación de biogás. Aunque el plan de saneamiento de aguas servidas mejora significativamente la calidad del agua, no todos los contaminantes son capaces de ser completamente eliminados y pueden llegar al medioambiente a través del agua tratada o por la aplicación de biosólidos a los suelos. Los productos farmacéuticos y de cuidado personal (PPCPs) son contaminantes orgánicos que permanecen en los biosólidos, entre éstos se encuentran el Triclosán (TCS) y hormonas, como 17α-etinilestradiol (EE2). El TCS es un agente antimicrobiano usado en jabones, detergentes, pasta de dientes, cosméticos y productos farmacéuticos. El 17α-etinilestradiol es un estrógeno sintético usado como un ingrediente activo de los anticonceptivos orales y suplementos hormonales. El riesgo ambiental de los compuestos orgánicos contenidos en los biosólidos depende de su concentración, de su persistencia, su capacidad para incorporarse a la cadena trófica, su labilidad y su biotoxicidad. Por lo que se plantea como hipótesis que la adsorción de 17α-Etinilestradiol y de Triclosán en el suelo aumentaría con el incremento de materia orgánica aportada por el biosólido y por tanto disminuiría la biodisponibilidad de los contaminantes a las plantas de trigo. El objetivo general de este estudio fue evaluar el efecto de la aplicación de biosólidos en relación a la adsorción de hormonas esteroidales (17α-Etinilestradiol) y agentes bactericidas (triclosán) en suelos y la biodisponibilidad de estos compuestos determinada mediante ensayos con plantas de trigo. Para el estudio de biodisponibilidad se utilizó arena y dos series de suelos de la Región Metropolitana: Lampa y Lo Prado además de un biosólido de una planta de tratamiento de aguas residuales de la misma Región. Se realizó una caracterización física y química tanto de los suelos, como del biosólido, a través de pH, carbono orgánico (CO) y textura (determinada sólo para los suelos). La arena y suelos utilizados fueron tratados con una dosis de 0 y 90 Mgha-1 de biosólido. Se determinó la concentración de EE2 y TCS en el biosólido, a través de una extracción con acetato de etilo utilizando baño de ultrasonido, encontrándose concentraciones de 0,54 ± 0,06 y 8,31 ± 0,19 mgkg-1 respectivamente. La determinación de ambos se realizó por medio de cromatografía gaseosa acoplada a espectrometría de masas (GC-MS). Para los ensayos con plantas de trigo, las muestras fueron extraídas y determinadas con la misma técnica. Los resultados obtenidos de la extracción de EE2 y TCS de las plantas de trigo, indicaron que los compuestos se concentran mayoritariamente en la raíz de la planta que en la parte aérea. Además, se obtuvo que la biodisponibilidad de los compuestos en las plantas depende exclusivamente de las propiedades de los contaminantes y del suelo. Los estudios de adsorción muestran que el incremento de materia orgánica en los suelos aumenta la adsorción de TCS y EE2 en estos sustratos, y que ambos compuestos siguen el modelo de adsorción de Freundlich. La desorción indica, que la movilidad y disponibilidad en un periodo de 24 horas tanto de TCS como de EE2 depende del tipo de suelo, ya que fue mínima en el caso del suelo Lampa, con y sin aplicación de biosólido, en cambio en el suelo Lo Prado se observó una desorción de casi un 50% de TCS / Chile is ubicated in first place regarding to the wastewater treatment in Latin America, which has gradually enabled the decontamination of surface and sea water courses. The wastewater treatment entails the generation of biosolids, which could be used as fertilizers, soil improvers, and also as a feedstock for biogas generation. Although the wastewater treatment plan significantly improves water quality, there are contaminants that are not completely eliminated and may reach the environment through treated water or due the biosolids application to soils. Biosolids may contain inorganic and organic contaminants, among the latter are the pharmaceutical and personal care products (PPCPs), which have given rise to a series of emerging contaminants, among these are triclosan (TCS) and hormones, such as 17α-ethinylestradiol (EE2). The TCS is an antimicrobial agent used in soaps, detergents, toothpastes, cosmetics and pharmaceuticals. The 17α-ethinylestradiol is a synthetic estrogen used as an active ingredient in oral contraceptives and hormone supplements. The environmental risk of organic compounds in biosolids depends on their concentration, persistence, ability to enter the food chain, its lability and biotoxicity. As hypothesis, It is proposed that the adsorption of 17α-ethinylestradiol and triclosan in the soil would increase with increasing of organic matter provided by the biosolids and thereby would decrease the bioavailability of pollutants to the wheat plants. The general aim of the present study was to evaluate the effect of biosolids application in relation to the adsorption of steroid hormones (17α-ethinylestradiol) and antibacterial agents (TCS) in soils and their bioavailability through testing with wheat plants. For the bioavailability study, sand and two soil series of Metropolitan Region were used: Lampa and Lo Prado. The biosolid was obtained from wastewater treatment plant in the same Region. Both soils and biosolid were characterized through pH, organic carbon (OC) and, for soil only, texture. The sand and soils were treated with two biosolid rates (0 and 90 Mg ha-1). The EE2 and TCS concentration in biosolids was determined through ethyl acetate extraction using ultrasonic bath, finding concentrations of 0.54 ± 0.06 and 8.31 ± 0.19 mgkg-1 respectively. The determination of both compound was carried out through gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC-MS). The same extraction technique and determination was used for wheat plant assays. The results of the extraction of EE2 and TCS from wheat plants indicated that the compounds are mainly concentrated in roots more than shoots. Furthermore, it was found that the bioavailability of the compounds in plants depends exclusively on the properties of the contaminants and the soil. Adsorption studies showed that the increase of organic matter in the soil increases the adsorption of TCS and EE2 on these substrates, and both compounds follow the Freundlich adsorption model. The desorption indicates that the mobility and availability within 24 hours for both TCS and EE2 depends on soil type, because it was minimum in the case of soil Lampa, with and without biosolids application, while in the soil Lo Prado an increase of almost 50% in the case of TCS was observed

Tesis presentada para optar al grado de Magíster en Química, Área de Especialización en Química Ambiental y Memoria para optar al Título de Químico / Una de las opciones que actualmente se está dando a los lodos estabilizados o biosólidos, es su aplicación en suelos agrícolas debido al alto contenido de materia orgánica, macro y micro nutrientes necesarios para el crecimiento de plantas, por esta razón, los biosólidos pueden ser benéficamente utilizados como co-fertilizantes en suelos agrícolas o en la recuperación de suelos degradados. No obstante, los biosólidos poseen metales pesados y otros contaminantes orgánicos que pueden contribuir a la contaminación de los suelos y a través de este medio llegar a los productos agrícolas y aguas subterráneas. Para evaluar el efecto ambiental que un contaminante ejerce en el suelo, es necesario conocer su fracción biodisponible. La determinación de la fracción biodisponible es importante en la evaluación de riesgos de contaminación y puede ser estimada a través de distintos procedimientos, uno de ellos es el procedimiento de extracción secuencial, que consiste en el uso de diferentes reactivos, para obtener la forma del metal que está asociado a los distintos componentes del suelo. La biodisponibilidad habitualmente es determinada a través de sistemas vivos, estos organismos ayudan a estudiar el nivel y/o impacto de agentes contaminantes en el medio ambiente, lo cual requiere de más trabajo y tiempo. Por esa razón, se han desarrollado técnicas nuevas que permiten simular este parámetro de manera más rápida e igualmente confiable: la Técnica de la gradiente de difusión en capa fina (DGT), emplea una resina de intercambio catiónico Chelex, un gel difusivo y un filtro de membrana dentro de un dispositivo plástico, de tal manera, que los iones difundan a través del filtro y del gel difusivo para alcanzar la resina y así, imitar la absorción de metales por la planta. Para relacionar la concentración del metal en la resina con la biodisponibilidad, se utiliza un modelo computacional DIFS (DGT Induced Fluxes in Sediments and Soils) que cuantifica la respuesta del DGT en relación a las características de difusión del suelo y la velocidad del suministro desde la fase sólida a la solución. Este estudio evaluó Influencia de la aplicación de diferentes dosis de biosólido: 0, 30, 90 y 200 Mg ha-1 sobre la biodisponibilidad de elementos traza (Cu, Cr, Ni y Zn) en suelos agrícolas de la región Metropolitana de Santiago. Se utilizaron tres métodos para determinar la biodisponibilidad de elementos traza en los suelos: cultivos de plantas de maravilla (Helianthus annuus), primera etapa de un procedimiento de extracción secuencial (BCR) y técnica de gradiente de difusión en capa fina (DGT). Las concentraciones de metales totales, con excepción de Ni, en el biosólido se encuentran bajo los límites permitidos por la norma chilena (DS-4, 2009), para ser aplicado a suelos agrícolas como forma de disposición final. La concentración de metales en el biosólido aumenta en el siguiente orden: Ni < Cu < Cr < Zn. En todos los suelos, la concentración de metales aumenta en el siguiente orden: Ni < Cr < Cu < Zn. Los resultados obtenidos en el procedimiento de extracción secuencial mostraron que los metales se encontraron principalmente en la fracción residual de los suelos, la aplicación de biosólidos en general disminuyó esta fracción a la vez que se produjo un incremento la fracción soluble en ácido (fracción más lábil de los suelos, normalmente asociada con la biodisponibilidad). Los contenidos de elementos traza en las plantas de maravilla cultivadas en los suelos estudiados, aumentaron con el incremento de dosis biosólidos aplicado sobre los suelos. En general la CE de Cu determinada con la técnica DGT en los suelos disminuyo con el aumento de dosis de biosólido, en cambio, CE de Cr, Ni y Zn aumentó al incrementar el contenido de biosólido aplicado en los diferentes suelos. Los resultados obtenidos para los contenidos de metales en los cultivos de plantas de maravilla, la concentración en la fracción soluble en ácido en el procedimiento de extracción secuencial en los suelos y la CE determinada por la técnica DGT-DIFS, se compararon utilizando un análisis de regresión simple para evaluar la eficiencia de estas técnicas en la estimación de la biodisponibilidad de metales en suelos. La comparación del contenido de metales en las plantas y CE muestra una buena correlación solo para Zn en el suelo Lampa (R = 0,862), el coeficiente de correlación de Cr y Zn en el suelo Lampa logrado por la comparación del contenido de metales en las plantas y la fracción soluble en acido fue de 0,879 y 0,941 respectivamente, mientras que en los otros suelos se obtuvieron coeficientes de correlación menores y no significativos. Sin embargo, la comparación de los resultados obtenidos en la fracción soluble en acido y CE permitieron mejores coeficientes de correlación para Cr, Ni y Zn en los tres suelos en estudio. / One of the use options that currently is being given to the stabilized sludge or biosolids, is their application in agricultural soils due to the high content of organic matter, macro and micro nutrients required for plant growth, therefore, biosolids can be beneficially co-used as fertilizer on agricultural land or in the recovery of degraded soils. However, biosolids have heavy metals and other organic pollutants that can contribute to the soils contamination, and through of this medium, to reach to groundwater and agricultural land. To assess on the soil, the environmental effect of a contaminant, it is necessary knowing its bioavailable fraction. The bioavailable fraction determination is important in evaluating the risk of contamination, and can be estimated by various methods, one of them is the sequential extraction procedure, which involves the use of different reagents, to obtain the metal form, which is associated with different components of the soil. Bioavailability is usually determined through living systems, which help to study the level and/or impact of the pollutants on the environment, which requires more work and time. For this reason, new techniques have been developed, to simulate this parameter faster and equally reliable: the technique of diffusion gradient in thin film (DGT) employs a cation exchange resin Chelex, a diffusive gel and filter membrane in a plastic device, so that the ions diffuse through the filter and to achieve diffusive resin gel and thus, mimic metal uptake by the plant. To relate the metal concentration in the resin with bioavailability, a computational model DIFS (DGT Induced Fluxes in Soils and Sediments) that quantifies the response of DGT in relation to the diffusion characteristics of the soil and the rate of supply from the solution to solid phase. This study assessed the influence of biosolid application to soil at various rates,: 0, 30, 90 and 200 Mg ha-1, on bioavailability of some trace elements (Cu, Cr, Ni and Zn) in agricultural soils of the Metropolitan Region. Three methods were used to determine the metal bioavailability in soils: bioassay with sunflower plants (Helianthus annuus), the first fraction of a sequential extraction procedure (BCR) and diffusion gradient in thin films technique (DGT). Excepting Ni, metal concentrations, in the biosolids are under of the limits allowed by the Chilean regulation (DS-4, 2009), to be applied to agricultural soils as a method of disposal. The metal concentration in the biosolid and soils increases in the following order: Ni < Cu < Cr < Zn , and Ni < Cr < Cu < Zn respectively. The results in the sequential extraction procedure showed that the metals are mainly found in the residual fraction of the soil, the application of biosolids generally decreased this fraction, while there was an increase in the acid soluble fraction or labile fraction, usually associated with the bioavailability. The contents of trace elements in plants grown in the soils studied, increased with increasing biosolids rates, applied to soils.CE for Cu, determined with DGT technique, decreased with increasing biosolid rate, however, CE for Cr, Ni and Zn increased by the biosolids rate applied at different soils. The results obtained for metal contents in sunflower plants, the concentration in the acid soluble fraction through sequential extraction procedure, and the CE determined by DGT-DIFS technique, were compared using an analysis of simple regression, to assess the efficiency of these techniques respect of the metal bioavailability estimation in soils. The metal content in plants and CE showed a good correlation only for Zn in Lampa soil (R = 0,862), the correlation coefficient for Cr and Zn in the Lampa soil, was achieved by comparing the metals content in the plants and the acid soluble fraction, was 0,879 and 0,941 respectively, while in other soils, were obtained correlation coefficients no significant. However, the comparison with the acid-soluble fraction and CE shown the best correlation coefficients for Cr, Ni and Zn in the three soils studied / Fondecyt

Submitted by Simone Souza (simonecgsouza@hotmail.com) on 2017-10-16T11:52:55Z No. of bitstreams: 1 DISS_2014_Ricardo de Sousa Carneiro.pdf: 3249963 bytes, checksum: 5a05cf20b4818f8fee9d578fe63e013a (MD5) / Approved for entry into archive by Jordan (jordanbiblio@gmail.com) on 2017-11-07T13:25:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISS_2014_Ricardo de Sousa Carneiro.pdf: 3249963 bytes, checksum: 5a05cf20b4818f8fee9d578fe63e013a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-07T13:25:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISS_2014_Ricardo de Sousa Carneiro.pdf: 3249963 bytes, checksum: 5a05cf20b4818f8fee9d578fe63e013a (MD5) Previous issue date: 2014-08-22 / Indústrias frigoríficas estão inseridas como o mais frequente empreendimento industrial em Mato Grosso justificado, principalmente, pela agropecuária ser a principal atividade econômica no Estado, tornando os abatedouros uma opção para agregar valor ao que aqui é criado, principalmente na produção de bovinos e aves. Intrínseco a indústria frigorífica está a geração de efluente, que precisa ser tratado antes da sua disposição no solo ou em corpos d’água. Lagoas de estabilização constitui o principal tipo de tratamento de efluente presente em frigoríficos no Estado. Este tipo de tratamento gera um resíduo semissólido denominado lodo. Este subproduto pode ser rico em nutrientes tornando-o um material que é denominado biossólido. Entretanto, para receber tal denominação o lodo de lagoas de estabilização deve apresentar características químicas e biológicas compatíveis com sua utilização. Estas características são também relevantes quanto à patogenicidade. No Brasil, a Resolução CONAMA 375/2006 estabelece parâmetros de concentração de microrganismos para utilização de lodo gerado em sistemas de tratamento de efluentes como fonte de nutrientes para o solo. Em Várzea Grande – MT um complexo de Indústrias Frigoríficas, instalado desde o fim dos anos 70, destinou seus efluentes gerados a um sistema de tratamento de efluentes composto por lagoas de estabilização contendo duas lagoas anaeróbias, uma lagoa facultativa e uma lagoa de maturação. Em janeiro de 2012 este tratamento de efluentes foi desativado e substituído por outro em outra área, o lodo presente no sistema foi reunido nas duas lagoas aeróbias objetivando sua estabilização, desidratação e inertização de patógenos. Diante deste contexto, este trabalho avaliou quali-quantitativamente o lodo acumulado das lagoas de estabilização do complexo de indústrias com vistas à disposição final no solo. Para tal, foram realizados dois estudos de batimetria, um em outubro de 2012 e outro em janeiro de 2014, a determinação das variáveis físico-químicas de SST, pH, DBO, Nitrogênio e Fósforo e a determinação das concentrações de Ovos de Helmintos, Coliformes Termotolerantes e Salmonellas junto ao segundo teste de batimetria. Por fim, conclui-se que o lodo reunido nas lagoas anaeróbias reduziu em aproximadamente 30% seu volume, possui concentração satisfatória de nitrogênio se comparado a outros materiais utilizados como biossólidos, porém pobre em fósforo realizando a mesma comparação. Está ausente de Salmonellas e possui alto teor de umidade, próximo de 98% e concentrações dos microrganismos coliformes termotolerantes e ovos de helmintos acima do permitido pela Resolução CONAMA 375/2006 o que inviabiliza, por hora, a sua utilização no solo. Também foi determinado, em função de formulações apresentadas na metodologia e das condições locais, que até fevereiro de 2015 o lodo possuirá umidade próxima de 70%. Sugestões para aceleração do desaguamento e inertização também estão presentes neste trabalho. / Slaughterhouses are inserted as the most frequent industrial enterprise in Mato Grosso justified mainly by agriculture is the main economic activity in the state, making slaughterhouses an option to add value to what is created here, especially in the production of cattle and poultry. Intrinsic to the slaughter industry is the generation of wastewater that must be treated prior to disposal in soil or water bodies. Stabilization ponds are the main type of treatment of this effluent in refrigerators in the state. This type of treatment generates a semisolid residue called sludge. This by-product can be rich in nutrients making it a material that is called biosolids. However, to receive this designation sludge stabilization ponds shall provide chemical and biological characteristics consistent with its use. These characteristics are also relevant as to pathogenicity. In Brazil, the CONAMA Resolution 375/2006 establishes parameters for concentration of microorganisms for use of sludge generated in wastewater treatment systems as a source of nutrients to the soil. In Várzea Grande – MT a complex of industries slaughter, installed since the late '70s, their effluents destined to a wastewater treatment system consisting of stabilization ponds containing two anaerobic ponds, a facultative pond and maturation pond. In January 2012 this treatment effluent was deactivated and replaced by another in another area, the sludge present in the system was assembled in both aerobic lagoons aiming its stabilization, dewatering and blanketing of pathogens. Given this context, this study evaluated qualitative and quantitatively the accumulated sludge from the waste stabilization ponds of complex industries with a view to disposal in soil. To this end, two studies bathymetry, one in October 2012 and another in January 2014, the determination of physico-chemical parameters of TSS, pH, BOD, COD, nitrogen and phosphorus concentrations and the determination of helminth eggs were performed , thermotolerant coliforms and Salmonella with the second test bathymetry. Finally, it is concluded that the sludge collected in anaerobic pounds reduced by approximately 30% in volume, has satisfactory nitrogen concentration compared to other materials used as biosolids, but poor in phosphorus performing the same comparison. Salmonella is absent and has high moisture content, around 98%, and concentrations of thermotolerant coliform microorganisms and helminth eggs above those permitted by CONAMA Resolution 375/2006 which prevents, for now, their use in soil. Was also determined according to the methodology presented formulations and local conditions, that until February 2015 the sludge possess humidity close to 70%. Suggestions for accelerated dewatering and blanketing are also present in this work.

Submitted by Maike Costa (maiksebas@gmail.com) on 2016-01-05T13:30:19Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 3020998 bytes, checksum: ef41143ea8b6c614b7a591f6da2a7baa (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-05T13:30:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 3020998 bytes, checksum: ef41143ea8b6c614b7a591f6da2a7baa (MD5) Previous issue date: 2014-09-29 / In the industrial segment the comprehension of the characteristics of solid and liquid materials used as raw materials, whether dangerous or not, is key to their sustainable management in manufacturing products, knowing that the heterogeneity of the wastes generated limit their reuse. This work adressed the characterization of sludges and effluents derived from tests in the quality control department of a beneficiation of clays industry, aiming to present treatment and disposal alternatives in accordance with the National Policy on Solid Waste (PNRS). Analyses of pH, salinity, conductivity, total dissolved solids (TDS), bulk density, moisture content and total solids (TS – fixed and volatile) were conducted. It was observed that the sludges had high load inorganic material (L1, L2, L4 and L5), being only the sludge L3 with high load volatile organic matter, due to the solvents present. From the characterization of wet sludge (“in natura”) and dried (dehydrated and calcinated) by X-ray diffraction (XRD) and IR spectroscopy, it was found that there was preservation of the typical character of clay and the presence of activating agent. According to BET analyses and point of zero charge (PZC), various sludges had low surface areas, indicating that there would be difficulty in applying them as an adsorbent for the removal of pollutants in wastewater, but they can be incorporated into cementitious materials and glasses. Moreover, sludge L3 can be indicated as a source of energy for coprocessing in cement industry. As for the effluents, tests for specific reuse of three effluents (E1, E3 and E5) were conducted, indicating preliminarily that each of them can be reused, either in the laboratory, as a fuel, or in the original process. / No âmbito industrial o entendimento das características dos materiais sólidos e líquidos usados como matérias-primas, perigosos ou não, é fundamental para a gestão sustentável dos mesmos na fabricação de produtos, sabendo-se que a heterogeneidade dos resíduos gerados limita o seu reúso. Este trabalho abordou a caracterização de lodos e efluentes provenientes de ensaios no setor de controle de qualidade de uma indústria de beneficiamento de argilas, visando propor alternativas de tratamento e disposição final conforme a Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS). Foram realizadas as análises pH, salinidade, condutividade, sólidos totais dissolvidos (STD), densidade aparente, teor de umidade e sólidos totais (ST – fixos e voláteis). Observou-se que os lodos tiveram alta carga de material inorgânico (L1, L2, L4 e L5), sendo apenas o lodo L3 com alta carga de matéria orgânica volátil, devido aos solventes presentes. A partir das caracterizações dos lodos úmidos (“in natura”) e secos (desidratados e calcinados) por difração de raios-X (DRX) e espectroscopia no IV constatou-se que houve preservação do caráter típico de argilas e da presença de agente ativante. De acordo com as análises superficiais de BET, e ponto de carga zero (PCZ) vários dos lodos apresentaram baixas áreas superficiais, ou seja, indicando que haveria dificuldade de aplicação como adsorvente na remoção de poluentes em efluentes, mas eles podem ser incorporados em materiais cimentícios, vidros, e ainda, o lodo L3 pode ser indicado como fonte de energia para coprocessamento na indústria cimentícia. Quanto aos efluentes foram realizados testes de reutilização específicos para três efluentes (E1, E3 e E5), indicando-se preliminarmente que cada um pode ser reutilizado, seja em laboratório, como combustível, ou no próprio processo de origem.