Orientador: Prof. Dr. Mauro de Mesquita Spinola / Tese (doutorado) - Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. Departamento de Engenharia de Produção, 2008.

A Drenagem Ácida de Minas (DAM) é um dos maiores problemas ambientais que enfrenta a mineração e extração de sulfetos metálicos e carvão mineral a nível mundial. Essas águas, oriundas da oxidação de minerais sulfetados presentes na matéria inorgânica (principalmente pirita), contêm altos teores de íons sulfato, metais pesados e acidez. A Região Carbonífera de Criciúma/SC, por exemplo, encontra-se atingida pelas drenagens ácidas e enfrenta problemas de escassez e poluição dos seus recursos hídricos e do solo. O presente trabalho tem por objetivo analisar as alternativas de tratamento ativo de DAM’s no estado de Santa Catarina, em especial a flotação como processo de separação sólido-líquido dos precipitados gerados na neutralização e floculação. Ainda, o estudo visa apresentar e discutir os critérios de qualidade da água sugeridos no Brasil e aqueles exigidos pelos principais países que adotam o reúso. O trabalho compara estes critérios às características de uma DAM tratada pelo processo NF-FADAT (neutralização, floculação e flotação por ar dissolvido de alta taxa), apontando as possibilidades de reúso para a água tratada, de acordo com a legislação vigente. Os estudos em escala piloto (1 m3h-1) foram realizados com um efluente ácido (pH = 3,0±0,5) de uma mina extinta (vazão de 30-200 m3h-1), a pH’s 7 e 9, na estação de tratamento de efluentes SS-16 (São-Simão em Criciúma), para remoção de metais (Fe, Al e Mn) na forma de hidróxidos. Foram realizados ainda estudos em pH 12, como alternativa para precipitação e remoção de íons sulfato (SO4 -2) na forma de etringita (3CaO.3CaSO4.Al2O3.31H2O). As concentrações finais médias dos metais Fe, Mn e Al no tratamento a pH 9 foram 0,2, 0,7 e 2,9 mgL-1, respectivamente. Estes valores atendem a padrões como os da EPA (agência de proteção ambiental dos Estados Unidos) para irrigação por um período de até 20 anos, mas no Brasil ainda não existe legislação a respeito. O custo operacional (aproximado) do tratamento a pH 7 e 9 foi bastante semelhante, sendo, respectivamente, R$m-3 0,86 e 0,88. Estes valores são muito vantajosos quando comparados à tarifa cobrada pela CASAN - Companhia Catarinense de Águas e Saneamento para a água tratada, que no caso de SC custa R$m-3 5,10. O tratamento a pH 12 apresentou uma elevada eficiência, com concentração final de SO4 -2 em torno de 150 mgL-1, valor que atende aos padrões de potabilidade da água, dados pela Portaria MS 518/2004. O custo do tratamento a pH 12 (R$m-3 6,40) não considera o possível reaproveitamento da etringita gerada no processo como, por exemplo, em indústrias cerâmicas, o que poderia reduzir esse custo. Devido a uma maior eficiência na remoção de Mn em relação ao pH 7, a melhor relação custo/benefício foi obtida com o tratamento a pH 9. Neste pH, a qualidade final da DAM após o tratamento atende à padrões para reúso estabelecidos em diretrizes aplicadas no Brasil, como a NBR 13.969 e por órgãos como a Agência Nacional das Águas (ANA), a Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo (SABESP) e Environmental Protection Agency of United States (EPA). Os resultados comprovaram a eficiência da técnica estudada para o tratamento futuro da DAM-SS16, pois a qualidade da água tratada apresenta bom potencial para reúso na comunidade local ou municipal em diversos fins não-potáveis, urbanos e industriais, como irrigação (de jardins, canteiros de ruas e avenidas, parques e praças, pomares e pastagens), chafarizes e espelhos d’água, lavagem de pisos e calçadas, descarga em sanitários ou construção civil (preparação de concreto, abatimento de poeiras). Entretanto, a prática do reúso é dificultada no Brasil em função de que ainda não existe uma legislação específica visando regular o setor, proteger o meio ambiente e a saúde da população. / Acid Mine Drainage (AMD) is one of the biggest environmental problems faced by metallic sulfides and coal mining and extraction industries worldwide. These water streams come from inorganic matter sulfide minerals (especially pyrite) oxidation and are rich in sulfate ions, heavy metals and acidity. The coalfield of Criciúma/SC, for example, suffers the effects of acid drainage, facing problems like water and soil scarcity and pollution. This work aims to analyze the AMD active treatment alternatives in Santa Catarina, especially the use of flotation as a solid-liquid separation process for the precipitated solids produced during neutralization and flocculation. This study also presents and discusses the water quality criteria suggested in Brazil and those required by the main countries worldwide that adopted water reuse. This work compares these criteria to the characteristics of an AMD treated by the NF-FADAT process (neutralization, flocculation and high-rate dissolved air flotation), pointing the possibilities of the treated water reuse, according to the current laws. The pilot studies (1 m3h-1) were carried out with an acid effluent (pH 3.0 ± 0.5) from an extinct mine (flow rate 30-200 m3h-1), at pH 7 and 9, at the effluent treatment station SS-16 (São Simão at Criciúma), to remove metals (Fe, Al and Mn) as hydroxides. Studies at pH 12 were also carried out, considering it as an alternative to sulphate ions (SO4 -2) precipitation and removal, forming etringite (3CaO.3CaSO4.Al2O3.31H2O). The Fe, Mn and Al final average concentrations at pH 9 were 0.2, 0.7 and 2.9 mgL-1, respectively. These results are in agreement with standards such as the EPA’s (United States Environmental Protection Agency) for irrigation for a 20 years period, but in Brazil there is no such kind of law. The treatment operational costs (approximately), at pH 7 and 9, were very similar, respectively R$m-3 0.86 and 0.88. These results are advantageous when compared to the CASAN’s (Company for Water and Sanitation of SC) fee for water treatment, which is R$m-3 5.10. Treatment at pH 12 presented a high efficiency, with a SO4 -2 final concentration around 150 mgL-1, which meets drinking water standards given by the Health Ministry’s Order 518/2004. The cost of such treatment (R$m-3 6.40) doesn’t take into account the possibility of reusing the etringite generated during the process, such as in ceramic industries, which could lead to its reduction. The best cost-benefit relation was reached with the treatment at pH 9 due to a higher efficiency in removing Mn if compared to pH 7. At pH 9, the AMD final quality after treatment meets the standards for reuse established in Brazil, as the NBR 13.969 and the ones from organizations such as ANA, SABESP and EPA. Results confirmed the efficiency of the studied method for future treatment of the AMD-SS16, because the treated water presented a high potential for reuse at local or municipal community for several urban and industrial, non-drinking uses, such as irrigation (of gardens, parks and squares, orchards and pastures), fountains, washing floors and sidewalks, disposal flush, or civil construction (concrete preparation, dust abatement). However, the practice of water reuse is not growing in Brazil, because there is no specific legislation regulating the sector to protect the environment and people’s health.

A Drenagem Ácida de Minas (DAM) é um dos maiores problemas ambientais que enfrenta a mineração e extração de sulfetos metálicos e carvão mineral a nível mundial. Essas águas, oriundas da oxidação de minerais sulfetados presentes na matéria inorgânica (principalmente pirita), contêm altos teores de íons sulfato, metais pesados e acidez. A Região Carbonífera de Criciúma/SC, por exemplo, encontra-se atingida pelas drenagens ácidas e enfrenta problemas de escassez e poluição dos seus recursos hídricos e do solo. O presente trabalho tem por objetivo analisar as alternativas de tratamento ativo de DAM’s no estado de Santa Catarina, em especial a flotação como processo de separação sólido-líquido dos precipitados gerados na neutralização e floculação. Ainda, o estudo visa apresentar e discutir os critérios de qualidade da água sugeridos no Brasil e aqueles exigidos pelos principais países que adotam o reúso. O trabalho compara estes critérios às características de uma DAM tratada pelo processo NF-FADAT (neutralização, floculação e flotação por ar dissolvido de alta taxa), apontando as possibilidades de reúso para a água tratada, de acordo com a legislação vigente. Os estudos em escala piloto (1 m3h-1) foram realizados com um efluente ácido (pH = 3,0±0,5) de uma mina extinta (vazão de 30-200 m3h-1), a pH’s 7 e 9, na estação de tratamento de efluentes SS-16 (São-Simão em Criciúma), para remoção de metais (Fe, Al e Mn) na forma de hidróxidos. Foram realizados ainda estudos em pH 12, como alternativa para precipitação e remoção de íons sulfato (SO4 -2) na forma de etringita (3CaO.3CaSO4.Al2O3.31H2O). As concentrações finais médias dos metais Fe, Mn e Al no tratamento a pH 9 foram 0,2, 0,7 e 2,9 mgL-1, respectivamente. Estes valores atendem a padrões como os da EPA (agência de proteção ambiental dos Estados Unidos) para irrigação por um período de até 20 anos, mas no Brasil ainda não existe legislação a respeito. O custo operacional (aproximado) do tratamento a pH 7 e 9 foi bastante semelhante, sendo, respectivamente, R$m-3 0,86 e 0,88. Estes valores são muito vantajosos quando comparados à tarifa cobrada pela CASAN - Companhia Catarinense de Águas e Saneamento para a água tratada, que no caso de SC custa R$m-3 5,10. O tratamento a pH 12 apresentou uma elevada eficiência, com concentração final de SO4 -2 em torno de 150 mgL-1, valor que atende aos padrões de potabilidade da água, dados pela Portaria MS 518/2004. O custo do tratamento a pH 12 (R$m-3 6,40) não considera o possível reaproveitamento da etringita gerada no processo como, por exemplo, em indústrias cerâmicas, o que poderia reduzir esse custo. Devido a uma maior eficiência na remoção de Mn em relação ao pH 7, a melhor relação custo/benefício foi obtida com o tratamento a pH 9. Neste pH, a qualidade final da DAM após o tratamento atende à padrões para reúso estabelecidos em diretrizes aplicadas no Brasil, como a NBR 13.969 e por órgãos como a Agência Nacional das Águas (ANA), a Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo (SABESP) e Environmental Protection Agency of United States (EPA). Os resultados comprovaram a eficiência da técnica estudada para o tratamento futuro da DAM-SS16, pois a qualidade da água tratada apresenta bom potencial para reúso na comunidade local ou municipal em diversos fins não-potáveis, urbanos e industriais, como irrigação (de jardins, canteiros de ruas e avenidas, parques e praças, pomares e pastagens), chafarizes e espelhos d’água, lavagem de pisos e calçadas, descarga em sanitários ou construção civil (preparação de concreto, abatimento de poeiras). Entretanto, a prática do reúso é dificultada no Brasil em função de que ainda não existe uma legislação específica visando regular o setor, proteger o meio ambiente e a saúde da população. / Acid Mine Drainage (AMD) is one of the biggest environmental problems faced by metallic sulfides and coal mining and extraction industries worldwide. These water streams come from inorganic matter sulfide minerals (especially pyrite) oxidation and are rich in sulfate ions, heavy metals and acidity. The coalfield of Criciúma/SC, for example, suffers the effects of acid drainage, facing problems like water and soil scarcity and pollution. This work aims to analyze the AMD active treatment alternatives in Santa Catarina, especially the use of flotation as a solid-liquid separation process for the precipitated solids produced during neutralization and flocculation. This study also presents and discusses the water quality criteria suggested in Brazil and those required by the main countries worldwide that adopted water reuse. This work compares these criteria to the characteristics of an AMD treated by the NF-FADAT process (neutralization, flocculation and high-rate dissolved air flotation), pointing the possibilities of the treated water reuse, according to the current laws. The pilot studies (1 m3h-1) were carried out with an acid effluent (pH 3.0 ± 0.5) from an extinct mine (flow rate 30-200 m3h-1), at pH 7 and 9, at the effluent treatment station SS-16 (São Simão at Criciúma), to remove metals (Fe, Al and Mn) as hydroxides. Studies at pH 12 were also carried out, considering it as an alternative to sulphate ions (SO4 -2) precipitation and removal, forming etringite (3CaO.3CaSO4.Al2O3.31H2O). The Fe, Mn and Al final average concentrations at pH 9 were 0.2, 0.7 and 2.9 mgL-1, respectively. These results are in agreement with standards such as the EPA’s (United States Environmental Protection Agency) for irrigation for a 20 years period, but in Brazil there is no such kind of law. The treatment operational costs (approximately), at pH 7 and 9, were very similar, respectively R$m-3 0.86 and 0.88. These results are advantageous when compared to the CASAN’s (Company for Water and Sanitation of SC) fee for water treatment, which is R$m-3 5.10. Treatment at pH 12 presented a high efficiency, with a SO4 -2 final concentration around 150 mgL-1, which meets drinking water standards given by the Health Ministry’s Order 518/2004. The cost of such treatment (R$m-3 6.40) doesn’t take into account the possibility of reusing the etringite generated during the process, such as in ceramic industries, which could lead to its reduction. The best cost-benefit relation was reached with the treatment at pH 9 due to a higher efficiency in removing Mn if compared to pH 7. At pH 9, the AMD final quality after treatment meets the standards for reuse established in Brazil, as the NBR 13.969 and the ones from organizations such as ANA, SABESP and EPA. Results confirmed the efficiency of the studied method for future treatment of the AMD-SS16, because the treated water presented a high potential for reuse at local or municipal community for several urban and industrial, non-drinking uses, such as irrigation (of gardens, parks and squares, orchards and pastures), fountains, washing floors and sidewalks, disposal flush, or civil construction (concrete preparation, dust abatement). However, the practice of water reuse is not growing in Brazil, because there is no specific legislation regulating the sector to protect the environment and people’s health.

Submitted by ISABELA SEIXO DE BRITO LOUZADA null (isabelasblouzada@hotmail.com) on 2016-10-03T20:25:25Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - LOUZADA, I. S. B..pdf: 1671597 bytes, checksum: 1f1840203317416aa8d58af8cd8f3b90 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-10-05T20:07:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 louzada_isb_me_bot.pdf: 1671597 bytes, checksum: 1f1840203317416aa8d58af8cd8f3b90 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-05T20:07:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 louzada_isb_me_bot.pdf: 1671597 bytes, checksum: 1f1840203317416aa8d58af8cd8f3b90 (MD5) Previous issue date: 2016-09-02 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O uso de efluente de esgoto tratado e de lodo de esgoto compostado representam uma boa oportunidade para o setor agrícola de suprimento hídrico e nutricional às plantas, além da agricultura ser um destino adequado, seguro e benéfico desses resíduos quando corretamente manejados. Assim, objetivou-se com esse estudo avaliar o efeito da água residuária tratada e do lodo de esgoto compostado como substituto parcial, total e em doses superiores à adubação nitrogenada convencional, no solo e na cultura do crambe. O experimento foi conduzido em ambiente protegido em vasos de PVC com volume útil de 45,5 L, no Departamento de Solos e Recursos Ambientais, pertencente à Faculdade de Ciências Agronômicas da Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho" (FCA/UNESP), Botucatu/SP, no período de julho à outubro de 2015. Foi utilizado um delineamento inteiramente casualizado em arranjo de parcelas subdivididas; nas parcelas foram empregados dois tipos de água para irrigação, água potável e efluente de esgoto tratado, e nas subparcelas sete níveis de adubação nitrogenada, totalizando quatorze tratamentos com dez repetições. Os tratamentos dentro de cada parcela são representados por: T0 – sem adubação nitrogenada; T1 – 100% de adubação nitrogenada mineral; T2 – 50% de adubação nitrogenada mineral + 50% adubação nitrogenada proveniente do lodo de esgoto compostado; e T3, T4, T5 e T6 correspondem à 100%, 150%, 200% e 250% da adubação nitrogenada proveniente do lodo de esgoto compostado, respectivamente. Os dados relativos às variáveis estudadas foram analisados estatisticamente por meio do software SISVAR e submetidos à análise de variância à 5% de probabilidade, sendo as médias comparadas pelo teste de Tukey a 5% de significância. Optou-se por refazer a análise estatística dos tratamentos que receberam somente lodo de esgoto compostado, adotando-se a análise de regressão. O uso de efluente de esgoto tratado proporcionou incremento dos componentes desenvolvimento, rendimento e teor de óleo da semente. A substituição da adubação nitrogenada convencional pela adubação via lodo de esgoto compostado elevou o rendimento de grãos-planta, com melhor rendimento proporcionado pela dose máxima de N aplicada via lodo de esgoto compostado. O aumento das doses de lodo de esgoto no solo elevou o pH, a CTC, SB, V%, os teores de matéria orgânica, P, K, Ca, S, B, Cu, Fe, Mn e Zn, e o uso de efluente de esgoto tratado os teores de Mg, S e Mn. / The usage of treated sewage effluent and composted sewage sludge represents a good opportunity for the agricultural sector of water supply and plant nutrition, besides being an adequate, safe and beneficial end for the agricultural for these residues when correctly handled. Thus, this study was aimed to evaluate the treated sewage effluent and the composted sewage sludge as a partial substitute, total and in doses superior to the conventional nitrogen fertilization, on the soil and on the crambe culture. The experiment was conducted in a protected environment of PVC vases with useful volume of 45,5L, at the Department of Soils and Environmental Resources of Agricultural Sciences Faculty, belonging to Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho" (FCA/UNESP), Botucatu/SP, between July and October of 2015. The experimental design was completely randomized in a split plot arrangement; using the plots two types of irrigation water, potable water and treated sewage effluent and the subplots seven levels of nitrogen fertilization, adding up fourteen treatments with ten repetitions. The treatments within each parcel are represented by: T0 – no nitrogen fertilization; T1 – 100% mineral nitrogen fertilization; T2 – 50% mineral nitrogen fertilizer; + 50% composted sewage sludge; and T3, T4, T5, T6 corresponding to 100%, 150%, 200% and 250% of nitrogen fertilizer from the composted sewage sludge, respectively. The data concerning the variables were analyzed statistically through the SISVAR software and were submitted to a variance analysis to 5% of probability, being those averages compared using the Tukey test to 5% of significance. It was opted to redo the statistical analysis of the treatments that only had received the composted sewage sludge, adopting the regression analysis. The use of treated sewage effluent provided increment of components development and production. The conventional nitrogen fertilization substitution by the composted sewage sludge fertilizer elevated the yield of grains–plant, with a better yield provided by the maximum dose of N applied through the composted sludge. In the soil, the increasing doses of sewage sludge elevated the pH, the CTC, SB, V%, content of organic matter, P, K, Ca, S, B, Cu, Fe, Mn and Zn, and the usage of treated sewage effluent elevated the levels of Mg, S and Mn.

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:36:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 3864094 bytes, checksum: 906f3f1835bb4926fa07880cfa6fc539 (MD5) Previous issue date: 2014-02-10 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The object-oriented software componentization and development in the eighties aroused interested on developers towards the opportunities and advantages of software reuse, creating this same reuse in several stages of development, for instance, documentation, specification and modeling, increasing the search of better business opportunities, whether for reducing development costs or obtain produtivity gains. The development of these ideas led to the formulation of Software Product Lines model, which represents a shift in focus from the standardized paradigm of software development. Within this new paradigm, organizations that before addressed a project by project development software approach must now focus their efforts on creating and maintaining a line of software products which will be the basis for the production of a collection of products belonging to a "family". According to Clemente (2002), like all technological change, such a project should involve an assessment of the current situation of the company, an articulation of the desired state and the development of a plan to achieve this state. In the specific case of software product lines for being a model that directly interferes with the way of working of the company, extratechnological factors must be taken into account: adaptability of people, the type of training needed and preparing the client for new ways of working. The aim of this work is the creation of an Ontological approach to selection of distributed teams technically qualified for the implementation of software modules in a project of LPS, referring to the technical teams of the framework recommendations. This approach aims to provide decision support for project managers who aim to identify a set of qualifying teams for each module of a software project, taking into account the technical requirements of modules and technical skills in teams. This recommendation technical team was established by Santos (2010), using a fuzzy logic approach, structured in four stages. The first stage aims to produce a model description (generate an artifact) responsible for representing the technical requirements expected to implement each software module. The second step aims to generate a model of description responsible for representing the technical skills of the candidate teams to implement software modules. The third stage aims to define policies that will be responsible for selecting the qualified and/or able to implement software modules teams. Finally, the fourth step aims to cross the information obtained in previous steps and make the selection of the teams qualified for the implementation of the software modules. Thus, as a way out, for each software module recommendations are generated, which indicates team candidates who possess the most appropriate technical skills to implement software modules. Applying ontology to the problem of team recommendation is possible to represent the modules and their attributes in addition to expressing the relationships between the data collected, one can use axioms to deduce technically qualified teams. Team selection policies are offered with the intent of assisting the project manager in the selection of technically qualified teams for implementation of modules. In order to evaluate the ontological approach proposed, case studies are conducted, as well as a comparative study between the approach proposed in this paper and the fuzzy logic-based approach proposed by Santos (2010) / As iniciativas de componentização de software e de desenvolvimento de software orientado a objetos, na década de 80, despertaram o interesse de desenvolvedores para as oportunidades e vantagens da reutilização de código, gerando assim o reúso em diversas etapas do desenvolvimento, como por exemplo, documentação, especificação e modelagem, aumentando assim a busca por melhores oportunidades de negócio sejam para reduzir custos de desenvolvimento ou obter ganhos de produtividade. A evolução destas ideias levou a formulação do modelo de Linhas de Produtos de Software, que representa um deslocamento no foco do paradigma tradicional de desenvolvimento de software. Dentro desse novo paradigma, as organizações que antes abordavam o desenvolvimento de software projeto a projeto devem agora concentrar os seus esforços na criação e manutenção de uma linha de produtos de software a qual será a base para a produção de uma coleção de produtos pertencentes a uma família . Segundo Clemente (2002), como toda mudança tecnológica, esse tipo de projeto deve envolver uma avaliação da situação atual da empresa, uma articulação do estado desejado e a elaboração de um plano para atingir este estado. No caso específico de linhas de produtos de software, por se tratar de um modelo que interfere diretamente na maneira de trabalhar da empresa, fatores extratecnológicos devem ser considerados como: adaptabilidade das pessoas, o tipo de treinamento necessário e a preparação do cliente para a nova maneira de trabalhar. O objetivo desta dissertação é a criação de uma abordagem Ontológica para seleção de equipes distribruídas tecnicamente qualificadas para a implementação de módulos de software em um projeto de LPS, referente à recomendação técnica de equipes do framework de recomendações. Essa abordagem visa dar apoio à decisão aos gerentes de projetos que têm como objetivo identificar um conjunto de equipes qualificadas para cada módulo de software de um projeto, levando em consideração os requisitos técnicos dos módulos e as habilidades técnicas nas equipes. Essa recomendação técnica de equipes foi estabelecida em Santos (2010) utilizando uma abordagem de Lógica Fuzzy, estruturada em quatro etapas. A primeira etapa tem o objetivo de produzir um modelo de descrição (gerar um artefato) responsável por representar os requisitos técnicos esperados para implementar cada módulo de software. A segunda etapa tem o objetivo de gerar um modelo de descrição responsável por representar as habilidades técnicas das equipes candidatas a implementar os módulos de software. A terceira etapa tem o objetivo de definir políticas que serão responsáveis por selecionar as equipes habilitadas/aptas a implementar os módulos de software. E por fim, a quarta etapa tem como objetivo cruzar as informações obtidas em etapas anteriores e realizar a seleção das equipes habilitadas para a implementação dos módulos de software. Sendo assim, como saída, para cada módulo de software são geradas recomendações que indicam as equipes candidatas que possuam as habilidades técnicas mais adequadas para implementar os módulos de software. Aplicando ontologia ao problema de recomendação de equipes é possível representar os módulos e seus atributos além de expressar os relacionamentos entre os dados coletados, sendo possível utilizar axiomas para deduzir equipes tecnicamente qualificadas. A esse problema são propostas políticas de seleção de equipes que auxiliam o gerente de projetos no processo de seleção de equipes tecnicamente habilitadas para implementação dos módulos. Para avaliar a abordagem ontológica proposta são realizados estudos de casos, bem como um estudo comparativo entre a abordagem proposta nestre trabalho e a abordagem baseada em lógica fuzzy proposta em Santos (2010)

Esta tese apresenta o estudo e aplicação de uma alternativa para o tratamento de águas residuárias municipais mediante integração de técnicas compactas de tratamento, visando adequar a qualidade do esgoto tratado às exigências ambientais, prevenir a eutrofização dos recursos hídricos e produzir água de boa qualidade para reúso em diversos fins, propiciando uma fonte alternativa de água. Para isso, foi projetada e construída uma estação de tratamento de esgotos domésticos, em escala piloto, que inclui um reator biológico anaeróbio (tipo UASB), seguido des flotação em dois estágios, para remoção adicional de matéria orgânica residual e nutrientes com obtenção de lodos separados (orgânico e inorgânico) e polimento final oxidativo (radiação ultravioleta). A qualidade da água obtida pelo sistema UASB e flotação em dois estágios foi comparada com a obtida pelo tratamento do efluente anaeróbio em uma lagoa de polimento, sistema largamente difundido no Brasil e outros países de clima ameno. A qualidade da água obtida em ambos os sistemas foi comparada com a requerida para reúso em diversos fins. O processo empregado potencializa o reaproveitamento dos resíduos sólidos, dentro do conceito de recuperação da matéria orgânica e nutrientes. Os resultados são discutidos em termos dos parâmetros biológicos, físico-químicos e operacionais envolvidos. / This thesis presents the study and application of an alternative for the treatment of municipal wastewater through the integration of compact treatment techniques, aiming at improving the quality of treated sewage to meet environmental requirements, prevent eutrophication of water resources and produce good quality water for reuse in various purposes, providing an alternative source of water. It was designed and built a wastewater treatment of domestic sewage in a pilot scale, which includes an anaerobic biological reactor (UASB type), followed by flotation in two stages to obtain separated sludges (organic and inorganic) and final disinfection (ultraviolet radiation). The quality of water obtained by UASB system and two stages flotation followed by UV was compared with that obtained by treatment of anaerobic effluent polishing pond system, widespread in Brazil and other countries with mild climatic conditions. The quality of water obtained in both systems is compared to that required for reuse in different purposes. The process employed enhances the recycling of solid waste within the concept of recovery of organic matter and nutrients. The results are discussed in terms of biological, physical, chemical and operational involved.

Neste trabalho os conceitos de uso racional e reúso, como ferramentas para o gerenciamento de águas e efluentes na indústria são propostos e avaliados. São apresentadas e discutidas algumas considerações sobre a necessidade do desenvolvimento e implantação de programas que objetivam o gerenciamento da água e sobre a importância da aplicação desses programas na indústria. A avaliação e validação das ferramentas propostas foram efetuadas por meio de um Estudo de Caso desenvolvido na Empresa KODAK Brasileira – Industria e Comércio Ltda. Nesse estudo foi feita uma análise dos principais processos produtivos, para a identificação da demanda de água e, conseqüentemente, das áreas com maior potencial para a aplicação de alternativas para o uso racional e para o reúso da água. Os resultados obtidos, dentro desses conceitos, foram bastante satisfatórios em relação à redução do consumo de água e melhoria da produtividade. O potencial de redução no consumo global de água, considerando-se apenas as áreas avaliadas, foi estimado em 14,5%, enquanto o ganho de produtividade foi estimado em 76 horas por mês. Também foi verificado que a prática de reúso, principalmente de efluentes tratados, apresenta limitações. Os dados obtidos por meio do desenvolvimento deste trabalho permitem concluir que o uso racional e reúso são ferramentas básicas para os programas de gerenciamento de águas e efluentes na indústria, mas que as mesmas devem ser cuidadosamente avaliadas, pois podem apresentar limitações de ordem técnica ou econômica. / The rational use and reuse concepts as tools for water and wastewater management programs in industry are proposed and evaluated. It is presented and discussed the basic issues related to the needs of developing and implementing a water and wastewater management program and its importance to industry. The evaluation and validation of the proposed tools were based on a Case Study developed at KODAK Brasileira – Indústria e Comércio Ltda. The main industrial processes were analyzed, in order to identify water demand and major areas for water optimization and reuse opportunities. The results associated with water optimization and reuse, were very satisfactory, both in terms of water consumption reduction as well as productivity increase. The global water reduction potential was estimated at 14,5 %, and the gain on productivity at about 76 hours per month. On the other hand it was verified that wastewater reuse has its own limitations. The results obtained allows for the conclusion that rational use and reuse are basic tools on developing any water and wastewater management program for industry. However the technical and economical limitation should be carefully evaluated.

As indústrias de abate animal e processamento de carne geram grandes quantidades de efluentes ricos em nutrientes, que podem ser utilizados na irrigação de pastos como estratégia de reúso de água nas propriedades agrícolas. O objetivo do trabalho foi avaliar os aspectos agronômicos do cultivo do capim-coastcross para produção de feno, pela irrigação por aspersão com efluente de abatedouro tratado por sistema anaeróbio (UASB). O delineamento experimental foi em blocos completos ao acaso, com quatro repetições, com medidas repetidas no tempo. Os cincos tratamentos empregados foram: (i) T1 - irrigação com água superficial e adição de 100% de adubação nitrogenada recomendada (AN); (ii) T2, T3, T4 e T5 - irrigação com efluente tratado de abatedouro e adição de 0, 33%; 66% e 100 % de AN, respectivamente. Sendo a AN 50 kg ha-1 corte-1 de nitrogênio, na forma de ureia. Os dados foram avaliados por meio da produção de massa fresca e massa seca, análise química do solo e da parte aérea, análise bromatológica, determinação do índice de vegetação normalizada (NDVI), uso de imagens termográficas no dossel da cultura, nas estações inverno-primavera (um corte) e verão (três cortes). O efluente após tratamento apresentou alta concentração de nitrogênio total (163±55 mg L-1) e baixo a moderado potencial salino (CE=1,46±0,34 dS m-1). No período inverno-primavera a composição química e a produção do capim-coastcross foram favorecidas pela irrigação com efluente, com economia de 100% da adubação nitrogenada. Ainda, nesta estação, as características químicas do solo foram alteradas pelas águas residuárias, nos teores de matéria orgânica, carbono total, fósforo, sódio e porcentagem de sódio trocável. O estado nutricional da planta forrageira foi adequado para todos os tratamentos e estação do ano. No verão, as lâminas de irrigação com efluente foram reduzidas pela ocorrência das chuvas, com menor aporte de nutrientes. A maior precipitação reduziu os teores de sais no solo. Nesse período a produção da forragem foi menor nos tratamentos irrigados com efluente de abatedouro, com exceção de T5. O acompanhamento da produção da forragem pelo NDVI e pelas imagens termográficas mostraram relação da presença do nitrogênio aplicado pelas diferentes fontes de água. / Slaughterhouses and meat processing industries produce high amounts of effluents, which can be used in forage irrigation as a water reuse strategy in agricultural properties. This work aimed at evaluating the agronomic aspects of the cultivation in coastcross grass to produce hay, by sprinkling irrigation with treated slaughterhouse effluent by anaerobic system (UASB). The experimental design consisted of completely randomized blocks, with four replicates, sub plots in time. The five treatments employed were: (i) T1 - irrigation with potable water plus 100% of recommended nitrogen fertilization (MNF); (ii) T2, T3, T4 and T5 - irrigation with treated slaughterhouse effluent plus 0, 33%; 66% and 100% of MNF, respectively. As MNF 50 kg ha-1 cut-1 nitrogen, as urea. Fresh mass and dry mass production, chemical composition of soil and leaf, normalized difference vegetation index (NDVI) and thermal imaging were determined, for the Winter-Spring (one cut) and summer (three cuts) seasons. The treated effluent showed high concentration of total nitrogen (163 ± 55 mg L-1) and low to moderate degree saline (CE = 1,46 ± 0,34 dS m-1). Winter-spring seasons the quality and production in grass-coastcross were better with effluent, with economy of 100% in nitrogen fertilizer. Still this season, the chemical characteristics of the soil were altered by the wastewater waters, to the contents of organic matter, total carbon, phosphorus, sodium and a percentage of exchangeable sodium. The nutritional status of forage was similar for all treatments and season in year. Summer season the effluent irrigation was smaller by the occurrence of rainfall, with less nutrient intake. The largest precipitation decreased the degree salt in soil. During this period the production was lower to treatments irrigated with effluent, except for T5. The monitoring of the production by the NDVI and the thermal imagining showed a relation with nitrogen applied by the different sources of water.

Para a indústria de produtos de higiene e cosméticos o recurso água é de primordial relevância, considerando as quantidades e a qualidade necessárias para a condução dos processos de produção. O agravamento da escassez de água, devido ao crescimento populacional e às atividades industriais, pressionam para a elaboração de leis e normas que restringem o uso da água, elevam os custos para a sua obtenção e impõem maiores controles sobre o tratamento e lançamento de efluentes. Assim, as técnicas de conservação e reúso de água passam a ser elementos diferenciais nos resultados das empresas que as utilizam, além, é claro, do evidente benefício para a sociedade e meio ambiente. Este trabalho tem o objetivo de apresentar um estudo de caso mostrando técnicas utilizadas na conservação e reúso de água no segmento industrial de fabricação de cosméticos. São descritas as dificuldades e limitações existentes, em função das características do processo produtivo e das exigências de qualidade e normas sanitárias. Entretanto, apesar dessas limitações, mostra-se ainda que existem oportunidades para redução dos índices de consumo do recurso água, através de modificações em processos de lavagem de tanques e reatores, controle de perdas, eliminação de desperdícios, conscientização e treinamentos de operadores. Essas ações podem levar a economias substanciais, que podem chegar a até 80 % em alguns dos processos investigados. São ações que podem ser aplicadas em complementação ao programa de conservação existente. / Water is an essential resource for the manufacturing of personal care products and cosmetics, when account is taken of the amount and quality required for carrying out these production processes. The water scarcity, due to the population growth and expansion of industrial activities, are leading the authorities to draw up laws and regulations to restrict the use of water, raise the costs of its supply and impose greater control over its treatment and the discharge of effluents. Thus, conservation techniques and water reuse are becoming distinct factors in the results of the companies which employ this technology, besides the fact that there are evident benefits to the society and the environment. The purpose of this paper is to discuss a case study which examines the techniques for conserving and reusing water in the manufacturing sector of the cosmetics industry. The difficulties and restrictions on water conservation and reuse are described with regard to the way it is supplied and current quality and sanitation requirements. However, despite the fact that these restrictions are in force, it is also shown that there is still opportunity for reducing the level of consumption of this resource. This includes changes in the way tanks and reactors are cleaned, better control of water loss, cutting waste in water operations, and ensuring that a proper training is given to the operators so that they are made aware of the problems. These measures can also lead to substantial savings, which, it was estimated, reached a level of 80 % in some processes investigated. The findings of this study suggest that there is a need to supplement the conservation program already in practice.

O recurso água é de primordial importância para a vida, para a sociedade e para os processos industriais. A redução da disponibilidade de água, devido ao aumento de sua demanda, à poluição das bacias hidrográficas e à escassez de fontes limpas, pressionam os órgãos reguladores a elaborar leis que restrinjam seu consumo, a criar normas que controlem o despejo de efluentes e aplicar tarifas que elevem o custo do uso da água. Portanto, técnicas de conservação e reúso são elementos importantes para as empresas reduzirem seus custos e contribuírem positivamente com o desenvolvimento sustentável. O objetivo deste trabalho é apresentar um estudo de caso real que visa à redução no consumo de água em uma unidade industrial do setor Químico. Serão aqui descritos os processos industriais envolvidos, as necessidades e especificações associadas, as metodologias utilizadas para construção do cenário atual de consumo e para o desenvolvimento das propostas de reúso. O trabalho mostra que existem oportunidades de modificações nos processos de digestão, de destilação, de recuperação de produtos e de drenagens que implicariam uma redução no consumo de água, em economia financeira com uma taxa de retorno atrativa e com retorno do investimento em um curto espaço de tempo. / Water is essential for life, for society and for industrial processes. Any decrease in availability, as a consequence of increased demand and/or pollution of its sources, puts pressure on the regulating agencies to create specific legislation in order to restrict water consumption, control effluent discharge and to apply tariffs that raise the cost of water use. Therefore, wastewater reuse techniques are very important for companies to reduce costs and contribute to sustainable development. The objective of this project is to discuss the reduction of water consumption in a chemical industrial unit. The procedure covers the study of the industrial process pertaining to water, its requirements and specifications, the strategies applied to address the water/wastewater allocation issue. Finally, the project presents opportunities for modifications to some specific operation units such as digestion, distillation, product recovery and draining processes, which lead to a decrease in fresh water consumption and wastewater generation. Besides the environmental benefits, the company achieves financial savings as well as good relations with local community.