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Tratamento por processo biológico e ultrafiltração do licor da pré-hidrólise de fábricas de polpa solúvel / Biotreatment process and membrane fractionation of dissolving pulp pre-hydrolysis liquorCondezo Castro, Tatiana Aurora 17 September 2015 (has links)
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Previous issue date: 2015-09-17 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Atualmente fábricas de polpa celulósica kraft estão sendo transformadas em fábricas de polpa solúvel. No processo de polpação de celulose solúvel existe uma etapa da pré- hidrólise dos cavacos. Nesta etapa é gerado um licor da pré- hidrólise (LPH), possuidor de uma alta demanda química de oxigênio (DQO). Ainda não existe um destino definitivo e eficaz para o LPH. Normalmente é direcionado aos evaporadores junto com o licor negro, aumentando a carga hidráulica e o consumo de energia requerida para a sua evaporação. O envio do LPH para a Estação de Tratamento de Efluentes (ETE) pode ser uma opção a ser considerada desde que não afete negativamente a ETE e o meio ambiente. Assim, este estudo teve como objetivo (i) avaliar a tratabilidade biológica do LPH por sistema e lodos ativados em batelada em diversas proporções de mistura com efluente de uma fábrica de celulose; (ii) estudar o fraccionamento de LPH através da utilização de processos de separação por ultrafiltração (UF) que procurem a separação dos componentes do LPH, sendo o permeado direcionado à ETE e o concentrado aos evaporadores. O LPH foi gerado no laboratório por processo hidrotérmico a 180oC por 30 minutos, para uma relação agua/madeira de 4:1. Foi adicionado o LPH em doses de 7,5; 12,5; 17,5 e 22,5% em relação a 200 ml de efluente de uma fábrica de celulose kraft, aos reatores biológicos, avaliando a DQO de entrada e saída como principal parâmetro para se estimar a eficiência do sistema. O LPH foi filtrado por um processo de UF, sendo o permeado misturado ao efluente da fábrica com uma dose de 22,5%, em relação a 200 mL de efluente, e tratado em reatores de lodos ativados em batelada. Adotou-se como principal parâmetro de avaliação a DQO de entrada e saída. O LPH apresentou uma DQO bruta de 55.000 mg L-1 e DBO 5 de 31.521 mgL-1 com uma relação DBO 5 /DQO de 0,57. O efluente da fábrica de celulose apresentou uma DQO bruta de 1.217 mg L-1 e DBO 5 de 525 mg L-1 com uma relação DBO 5 /DQO de 0,43. A adição das crescentes doses de LPH ao efluente proporcionou, como esperado, uma tendência de aumento da DQO da mistura LPH:efluente. A eficiência de redução da DQO nas diversas condições de dosagem do LPH manteve-se sempre alta (>80%) demonstrando a alta biodegradabilidade da matéria orgânica presente no LPH. No entanto, observou-se que as concentrações de DQO do efluente tratado apresentaram valores q ue poderiam inviabilizar o seu lançamento em corpos d’água, por exemplo, 1422 mg L-1 como média na dose de 22,5% do licor. Buscando solucionar esse problema, propôs-se utilizar um tratamento prévio do LPH utilizando-se membrana de UF. Os permeados da unidade de UF deveriam possuir uma menor concentração de DQO e, sobretudo de matéria orgânica recalcitrante ao tratamento biológico uma vez que a matéria orgânica de alta massa molar (menos biodegradável) ficaria retida na corrente concentrada da UF. No tratame nto com membranas obteve-se no permeado uma taxa de recuperação do72% com uma DQO bruta de 13.400 mg L-1 e DBO 5 de 9.500 mg L-1 com uma relação de DBO 5 /DQO igual a 0,71. A DQO e DBO 5 de entrada da mistura para a dose 22,5% de permeado forem de 3.400 e 1840 mg L-1 , respectivamente. A DQO e DBO 5 de saída foram de 480 e 44 mg L-1 . Considerando a taxa de recuperação no processo de filtração igual a 72%, conclui-se que a corrente concentrada poderia ser enviada aos evaporadores com uma significativa economia energética (72%) quando comparada ao envio de todo o LPH para a unidade de evaporação. A alta remoção da carga orgânica do LPH por tratamento de lodos ativados em batelada confirma a boa tratabilidade do licor. No entanto a DQO final em nenhuma das doses avaliadas alcançou a concentração de DQO estipulada pela legislação. O tratamento por membranas de UF apresenta uma melhor alternativa ao alcançar valores de DQO similares às estipuladas, além do aproveitamento do concentrado para geração de energia ao poder ser queimado na caldeira de recuperação. / Currently, some kraft pulp mills are being converted into dissolving pulp mills which normally generate a specific liquor produced during the wood chip pre-hydrolysis (PHL). This liquor has a high COD and BOD content due to the presence of hemicellulose, lignin, and other wood components. The most common form to dispose this liquor is to send it to the black liquor kraft recovery cycle. However, some mills do not have enough capacity to process this PHL in their evaporation and/or recovery boiler system. An alternative for disposing the PHL would be to send it to the effluent treatment plant. Another alternative to manage this PHL was to pre-treat the PHL using UF membrane. The objectives of the present work were i) to evaluate the biotreatability of PHL ii) to evaluate the use of polymeric ultrafiltration in order to pre-treat the PHL. The PHL was generated in lab conditions on a hydrothermal process and it was added in dosages of 7,5%; 12,5%; 17,5% and 22,5% to sequential batch biological reactors (SBBR). The SBBR reached high COD removal (> 75%) during all dosages scenarios. However, the final treated effluent presented higher COD concentration as the PHL doses were increased. The treatment of the PHL liquor using UF membranes reduced the COD load and improved the biotreatability of the permeate. The concentrate had a 72% volume decrease and higher solids content which could reduce significantly the evaporation demand.
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Avaliação experimental de concretos sustentáveis utilizando resíduo de construção e demolição como agregado graúdo, resíduo de mármore como agregado miúdo e com adição de fibra sintética / Sustainable concrete experimental evaluation using construction and demolition waste as big aggregate, marble waste as small aggregate and synthetic fiber additionAraújo, Regina Célia Coura de 20 October 2015 (has links)
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Previous issue date: 2015-10-20 / O trabalho consistiu em analisar algumas propriedades mecânicas, durabilidade e microscopia óptica dos concretos, efetuando-se um estudo comparativo entre o concreto confeccionado comcimento do tipo CPII E 32, brita de gnaisse e areia natural de rio com os concretos executados, substituindo-se o agregado graúdo de brita de gnaisse por resíduo de construção (RCD) e utilizando rejeito de mármore triturado (RMT) como agregado miúdo natural, no intuito de avaliar a possibilidade do uso destes compósitos em estruturas. Foram confeccionadas em laboratório sete tipos de misturas para efetuar as combinações possíveis destes insumos. A alguns desses concretos foram ainda adicionadas fibras sintéticas. Os resíduos de construção e demolição foram coletados da Usina de Reciclagem de Entulho de Belo Horizonte e tiveram sua composição granulométrica adequada à granulometria da brita de gnaisse. O agregado miúdo de rejeito de mármore triturado foi obtido da Marshetti Moagem de Minérios Ltda, e sua granulometria foi adequada à granulometria da areia natural de rio. As propriedades dos concretos foram ainda analisadas por meio de um experimento de análise de regressão fatorial. Em termos gerais, o uso combinado de agregado graúdo reciclado com agregado miúdo reciclado e fibra foi vantajoso, mas as propriedades dos concretos foram tanto melhores quanto menor foi a porosidade (ou, maior massa específica) dos agregados. Alguns concretos com agregados reciclados chegaram a apresentar resistências mecânicas maiores que as do concreto de referência. Os resultados encontrados permitem afirmar que concretos com agregados reciclados podem ser usados em estruturas, mas com restrições. Palavras-Chave: Resíduo de construção e demolição, Reciclagem, Concreto, Estruturas. / The work was to analyze some mechanical properties, durability and optical microscopy of the concrete, making a comparative study between the concrete made with cement CPII type E 32, crushed stone gneiss and natural river sand with the run concrete, is replacing the coarse aggregate of gneiss gravel for construction waste (RCD) and using tailings crushed marble (RMT) as an aggregate natural kid in order to evaluate the possibility of using these composite structures. They were prepared in the laboratory seven types of mixtures to effect the possible combinations of these inputs. A few of these concretes were also added synthetic fibers. Waste from construction and demolition waste were collected from Scrap Recycling Plant of Belo Horizonte and had a suitable particle size to the particle size composition of gravel gneiss. The fine aggregate of crushed marble waste was obtained from Margran marmoaria, and its particle size was adequate to the grain size of natural river sand. The properties of the concretes were also analyzed by a regression analysis factorial experiment. In general, the combined use of recycled coarse aggregate and kid recycled with added fiber was advantageous, but the properties of the concretes were somewhat better as the porosity is lower (or higher density) of the aggregates. Some concrete with recycled aggregatescome to have higher mechanical strength than the reference concrete. It was possible to state that concrete with recycled aggregates can be used in structures, but with restrictions. Keywords : construction and demolition waste , recycling , concrete, structures.
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Efeitos do lixiviado de cinzas de precipitadores eletrostáticos de caldeiras de recuperação no tratamento biológico de efluentes de indústrias de polpa celulósica Kraft / Effects of the ash leaching of precipitators electrostatic of recovery boiler on the effluent biological treatment Kraft pulp industriesMata, Rafles Anselmo da 23 February 2016 (has links)
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Previous issue date: 2016-02-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O processo de lixiviação das cinzas de precipitadores eletrostáticos da caldeira de recuperação de fabricas de polpa celulósica kraft tem sido um procedimento adotado com o intuito de remover sais de cloreto e potássio, buscando minimizar problemas de incrustação e corrosão nos equipamento e tubulações do sistema de recuperação. O lixiviado das cinzas constitui um efluente com uma elevada concentração de sais e alta condutividade elétrica. Tais características podem promover efeitos negativos no tratamento biológico, especialmente, podendo influenciar na biofloculação do lodo e na comunidade microbiana, culminando em perda de sólidos, baixa qualidade do lodo, e, consequentemente, na redução da eficiência global do tratamento. A presente pesquisa teve como objetivo avaliar a influência do lixiviado das cinzas de precipitador eletrostático de caldeira de recuperação na eficiência do tratamento biológico de efluentes da fábrica de polpa celulósica kraft, quando este é aplicado em doses graduais e crescentes e em doses súbitas (carga de choque). A avaliação foi realizada em três reatores biológicos por batelada (R1, R2, R3) de 1000 mL de volume. O Reator R1 foi operado como referência e alimentado apenas com efluente de uma fábrica de polpa celulósica; o Reator R2 foi alimentado com efluente da fábrica acrescido de doses graduais e crescentes do lixiviado em proporções fixas e com incremento até atingir as condições de um cenário industrial real. O Reator R3 foi alimentado com efluentes da fábrica, e o lixiviado aplicado em carga de choque. Todos os reatores foram operados com os mesmos parâmetros operacionais, ou seja, o oxigênio dissolvido OD > 2 mg L^-1, relação DQO:N:P igual a 250:5:1, tempo de retenção hidráulica igual a 12 h. O estudo demonstrou que a presença de lixiviado provocou inibição da atividade microbiológica, e afetou negativamente a eficiência de remoção da DQO em até 20%. A perdas sólidos no decantador secundário foi 40%. Salienta-se que os efeitos negativos durante as cargas de choque foram sempre mais expressivos comparados aos efeitos das cargas graduais. / The electrostatic precipitator ash leaching process from kraft pulp recovery boiler has been a common procedure used in modern pulp mills seeking the removal of chloride and potassium, in order to minimize fouling and corrosion problems in the of the black liquor recovery system equipment and pipes. The ash leaching consists of an effluent with high salt content and, therefore, with a high electrical conductivity. Such characteristic can affect the effluent biological treatment plant, especially on the bio- sludge flocculation and microbial community, culminating in sludge losses, low sludge quality, and consequently, in the global efficiency reduction. This research evaluated the influence of the recovery boiler electrostatic precipitator ash leaching on the efficiency of the biological wastewater treatment of a pulp mill considering two scenarios when this stream was fed to the biological reactor i) continuously and ii) in batchwise mode. The evaluation was carried out in three biological sequential batch reactors (R1, R2, R3) of 1000 ml volume each. Reactor R1 operated as a reference and it was fed only with a conventional bleached kraft pulp mill effluent without ash leaching; Reactor R2 was fed continuously with the same pulp mill effluent added with ash leaching in fixed proportions, which were increased gradually to reach a real scenario of a modern mill. Reactor R3 was fed with the same pulp mill effluent, added with ash leaching in a batchwise mode. All reactors were kept with the same operating parameters, i.e, the dissolved oxygen OD>2 mg/L, COD:N:P ratio equals to 250:5:1 and a hydraulic retention time equals to 12 h. The study demonstrated that the presence of ash leaching at certain concentrations affected negatively the biological treatment COD reduction efficiency. It also worsened the bioflocculation and therefore caused solid losses in the sedimentation stage. The most prominent negative effects were observed during the batchwise feeding scenario.
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Ozônio no tratamento de águas residuárias de laticínios: otimização e cinética de degradação da matéria orgânica / Ozone in dairy wastewater treatment: optimization and kinetics of organic matter degratationCarvalho, Marta Cristina Silva 12 August 2015 (has links)
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Previous issue date: 2015-08-12 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / As indústrias de laticínios geram um grande volume de efluentes com elevado potencial poluidor e o cumprimento da legislação sobre o lançamento destes efluentes é fundamental para a preservação dos recursos hídricos. Devido às dificuldades em se obter tratamentos eficientes na degradação das águas residuárias de laticínios, alternativas tecnológicas tem sido investigadas. Reagentes químicos com elevado poder de oxidação vêm sendo utilizados na remoção de compostos recalcitrantes presentes nos efluentes, estes tratamentos são denominados Processos Oxidativos Avançados (POAs), dentre eles a ozonização se destaca por apresentar um potencial de oxidação superior à maioria. Além disso, a eficiência da ozonização pode ser melhorada quando combinada com processos físicos (flotação), outros POAs ou com íons metálicos. Nesse contexto, objetivou-se com o presente estudo avaliar a eficiência da flotação/ozonização na degradação da matéria orgânica presente em efluente sintético de laticínios. Em um primeiro momento avaliou-se a otimização da flotação/ozonização para a remoção da demanda química de oxigênio (DQO) de efluente sintético simulando águas residuárias de laticínios, considerando-se diferentes concentrações do gás ozônio, de peróxido de hidrogênio (H 2 O 2 ) ou íon metálico manganês (Mn 2+ ) para o efluente em diferentes pHs. A otimização do tratamento foi realizada por meio de inferências estabelecidas utilizando-se análise de variância, gráfico de Pareto, gráfico de contorno e função desejabilidade. Verificou-se, com base nos perfis de desejabilidade, que o tratamento flotação/ozonização combinado com o H 2 O 2 pode remover praticamente toda a DQO do efluente sintético, caso se utilize concentrações de gás ozônio acima de 42,9 mg L -1 , combinadas com concentrações de H 2 O 2 superiores a 1071,5 mg L -1 , para pH superior a 9,0, no entanto, em meio ácido (pH < 5,0) a adição do O 3 pode ser dispensada quando utilizada uma concentração de H 2 O 2 superior a 1071,5 mg L -1 . Para o processo de flotação/ozonização catalisado pelo Mn 2+ , a otimização do tratamento foi obtida para a máxima concentração de ozônio (53,8 mg L -1 ), no efluente sintético com pH 3,6, independente da concentração de Mn 2+ adicionada. Após a determinação dos pontos ótimos, verificou-se no segundo experimento a cinética de degradação da matéria orgânica (DQO), com o ajustamento de modelos matemáticos e a obtenção dos seus respectivos parâmetros cinéticos. A cinética da degradação da DQO foi realizada para o processo de flotação/ozonização utilizando-se: [O 3 ] de 42 mg L -1 e pH de 3,6; 7,0 e 10,4 e para o processo de flotação/ozonização catalisado pelo Mn 2+ utilizando-se concentração de O 3 de 42 mg L -1 , [Mn 2 ] de 0,040 mg L -1 e pH 7,0, por um período de reação de 240 min. Foram testados quatro modelos baseados na cinética de reação de primeira ordem: escoamento pistonado, mistura completa, modelo assintótico (residual) e o modelo de Chan e Chu (2003). Independente do tratamento utilizado, os modelos que mais se ajustaram foram o modelo assintótico e de Chan e Chu (2003). Os melhores resultados para a cinética foram obtidos para o meio ácido, apresentando coeficientes cinéticos aparentes (k) de 0,2394 min -1 para o modelo assintótico e o coeficiente experimental relacionado à cinética reacional (1/ρ) de 0,4816 min -1 para o modelo de Chan e Chu (2003). Com o intuito de validar os resultados obtidos, aplicou-se o processo de flotação/ozonização em água residuária bruta real de laticínios, durante 20 min em meio ácido, com concentração de gás ozônio de 42 mg L -1 . Os resultados mostraram remoções de aproximadamente 97% de DQO e DBO, 12% de nitrogênio total (N T ) e 91% da turbidez, atendendo assim os padrões estabelecidos pelo CONAMA 430/2011, exceto o N T . Palavras-chave: Laticínios, tratamento de efluentes, tratamento físico- químico, cinética. / The dairy industry generates a large volume of effluents with high pollution potential and, hence, compliance with standards and regulation is fundamental for the preservation of water resources. Due to difficulties in obtaining effective degradation of these contaminants, treatment alternatives have been investigated and proposed. Chemical treatments with high oxidation power have been used in the removal of recalcitrant compounds present in these effluents. These treatments are called Advanced Oxidation Processes (AOPs) and ozone stands out for presenting higher oxidation potential than the majority. However, ozonation efficiency may be improved when combined with physical processes (flotation), other AOPs or with metal ions. In this context, the aim of the present study was to evaluate the efficiency of flotation/ozonation in the degradation of organic matter present in dairy effluent. At first the optimization of flotation/ozonation was evaluated for COD removal of synthetic dairy effluent considering different concentrations of ozone gas, hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) or manganese metal ion (Mn 2+ ) at different pHs. The optimization of the treatment was carried out by inferences established using analysis of variance, Pareto chart, contour plot and desirability function. It was found, based on desirability profiles, the flotation/ozonation combined treatment with H 2 O 2 can remove virtually all COD of the synthetic effluent, if using gas ozone of concentrations up to 42.9 mg L -1 combined with H 2 O 2 concentrations greater than 1071.5 mg L -1 to pH above 9.0, however, in an acid medium (pH < 5.0) the addition of O 3 may be dispensed with when using a H 2 O 2 concentration in excess of 1071.5 mg L -1 . For the process of flotation/Ozonation catalyzed by Mn 2+ , a treatment optimization is obtained for maximum ozone concentration (53.8 mg L - ) the synthetic effluent at pH 3.6, regardless of the concentration of Mn 2+ added. After finding of the optimal point, the kinetics of organic matter degradation (COD) was determined by the adjustment of mathematical models and identification of the respective kinetic parameters. The kinetics of degradation COD was performed for the process of flotation/ozonation using if: 42 mg L -1 [O 3 ], pHs 3.6, 7.0 and 10.4, and for the process of flotation/ozonation catalyzed by Mn 2+ using if concentration in 42 mg L -1 [O 3 ] and 0.040 mg L -1 [Mn 2+ ] 1 the pH 7.0, during a 240 min reaction period. Four kinetic models were tested: plug-flow reactor, continuous stirred-tank reactor, asymptotic model and the model of Chan and Chu (2003). Regardless of the treatment used, the asymptotic model and Chan and Chu’s model gave better fits. The best kinetics results were obtained for acidic condition with kinetic coefficients (k) of 0.2394 min -1 for the asymptotic model and (1/ρ) of 0.4816 min -1 for the Chan and Chu’s model. In order to validate the results, flotation/ozonation tests were carried out with raw dairy wastewater from a full-scale plant for 20 min in an acidic medium with O 3 concentration of 42 mg L -1 . Results showed removals of 97% for COD and BOD, 12% for nitrogen, and 91.2% for turbidity, which concentrations were within the Brazilian compliance standards, except nitrogen. Keywords: dairy industry, wastewater treatment, physico-chemical treatment, kinetics
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Teste respirométrico na predição de efeitos adversos ao tratamento biológico em paradas gerais de fábricas de polpa celulósica e papel / Respirometric test in prediction of adverse effects on biological treatment during maintenance shutdowns in pulp and paper millsMendes Júnior, Robson Silva 28 September 2015 (has links)
Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-08-19T12:12:18Z
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Previous issue date: 2015-09-28 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / No presente trabalho buscou-se determinar as taxas máximas de envio de efluentes setoriais de fábricas de polpa celulósica e papel para a Estação de Tratamento de Efluentes (ETE) durante o período de paradas gerais (PG), sem que ocorram efeitos adversos ao bom funcionamento da ETE e ao meio ambiente. Durante as PG alguns tanques e linhas de transferência precisam ser drenados, mas possuem substâncias potencialmente tóxicas em seu interior. O objetivo deste estudo foi determinar formas de drenar essas substâncias sem causar efeitos adversos especialmente no estágio de tratamento biológico. Amostras de efluentes e lodo biológico da ETE de uma fábrica integrada de polpa celulósica e papel foram utilizadas nos testes. Os testes respirométricos, utilizando reatores de bancada, foram montados para determinar as proporções máximas de adição desses efluentes setoriais com o mínimo efeito sobre a respiração celular dos microrganismos presentes no reator biológico. Durante os testes todas as condições ambientais foram mantidas dentro das faixas ideais, de acordo com a literatura. A taxa de utilização de oxigênio (TUO) foi medida antes e depois da adição de cada efluente. A inibição da respiração microbiológica foi utilizada para determinação da Concentração de Efeito para 50% da população (CE 50) e Concentração de Efeito Não Observado (CENO). Os testes se mostraram bastante sensíveis e adequados à previsão de efeitos tóxicos sobre sistemas de tratamento biológicos aeróbios. Os resultados, assim como o método utilizado, podem ser utilizados para melhorar o gerenciamento de envios de efluentes tóxicos à ETE durante as paradas gerais. Foram testadas cinco substâncias presentes nas fábricas de polpa celulósicas e duas substâncias comumente utilizadas em fábricas de papel: licores preto e verde, condensado terciário (contaminado), lixiviado de cinzas da caldeira de recuperação (Ash Leaching), água industrial proveniente do processo de síntese de dióxido de cloro, contendo traços dos reagentes e produtos utilizados nesse processo, e, por último, as duas substâncias utilizadas em fábricas de papel: biocida e anilina azul. Dentre as substâncias testadas, o método utilizado apontou para efeitos tóxicos do condensado terciário, da água industrial proveniente do gerador de dióxido de cloro, do lixiviado de cinzas, do biocida e da anilina azul. Para essas substâncias foram estabelecidas recomendações sobre taxas de descarte para a ETE de forma a evitar a ocorrência de danos ao sistema biológico de tratamento de efluentes. Todos os resultados foram aplicados a uma situação real em uma fábrica de polpa celulósica, e após cada parada geral o sistema de tratamento se manteve tão eficiente quanto antes do início das drenagens. / This work deals with the determination of maximum sectorial effluents flow rates to the Wastewater Treatment Plant (WWTP) during maintenance shutdowns on Pulp and Paper Mills without any important consequence to the treatment facility. During shutdowns some tanks and pipe lines must be drained, but sometimes they have toxic substances in them, the major purpose of this work was to determine ways to drain these substances causing no undesirable effect especially on the biological effluent treatment stage. Effluents samples of a Brazilian pulp and paper integrated mill and its biological WWTP sludge were used in the tests. Respirometric tests in lab scale reactors were used to determine the major acceptable flux of each considerate sectorial effluent without causing any significant toxic effect to the biological treatment system. During tests each environmental condition was kept in the best range, accordingly to the literature. The Oxygen Uptake Rate (OUR) was measured before and after sectorial effluent incorporation. The inhibition of microbial respiration was considered to determine the Medium Inhibitive Concentration (IC50) and the no-observed-effect-concentration (NOEC). Five substances from pulp mill and two from the paper mill were tested, they are: black and green liquor, foul condensate, ash leaching, contaminated water from chloride dioxide generation process, and the two substances from paper mill: a biocide and blue aniline. Between the tested substances, the foul condensate, ash leaching, contaminated water from chloride dioxide generation process, the biocide and blue aniline appeared to be toxic to the biological stage of the WWTP. The results and the proposed methodology seem to be useful in the definition of strategies to the optimization of drainages occurring during maintenance shutdowns of Pulp and Paper Mills and can be often used as a strategy to increase system stability. All the results were applied to a real situation in a 2 million tons per year pulp and paper mill, and after each maintenance shutdown the biological system kept as efficient as before the drainages started.
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Estudo de pastas de cimento Portland com adições de cinzas de carvão mineral para uso na cimentação de poços de petróleo / Study of Portland cement pastes with additions of ashes of coal for use in oil well cementingCirino, Miguel Adriano Gonçalves 21 October 2016 (has links)
CIRINO, M. A. G. Estudo de pastas de cimento Portland com adições de cinzas de carvão mineral para uso na cimentação de poços de petróleo. 2016. 132 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Estruturas e Construção Civil)–Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2017-05-05T10:35:32Z
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Previous issue date: 2016-10-21 / Among the Portland cements used for the cementing of oil wells in Brazil, the CPP Class G and the Special Class CPP stand out. These have more factory control, logistical and production costs than ordinary cements. The formulated pastes, with cements for civil construction, do not meet the normative requirements of the Brazilian Institute for regulamentation NBR 9831/2006, especially regarding the compressive strength. In order to improve the compressive strength properties of the pulps, it is necessary to modify its microstructure. For this purpose, it is possible to make use of mineral additives, such as the ash from mineral coal combustion, which in the state of Ceará is abundant as a residue from the Pecém thermoelectric plants, becoming an environmental liability and an economic problem for companies. The aim of this research is to study the feasibility of using CPII F 32 and CP V cements, with lower production and distribution costs than cements for oil wells, with partial replacement of cements by two types of mineral coal ashes CV1 (gray ash) and CV2 (light gray), in the proportions of 0% (paste without additions), 5% and 10% by mass of the cement, for application in well cementing with pulps formulated with density of 14.5 lb / gal (1.737 g / cm 3). In order to evaluate the formulated pastes, mineral cements and ashes were characterized in terms of chemical, physical and microstructural aspects, as well as formulated pastes for physic-chemical requirements and technological API tests (consistometry, free water content, (NBR 9831 (2006) and API SPEC 10A (2002)), In addition to evaluate the evolution of the compressive strength at the ages of 24 hours, 7 days and 28 days at the curing temperature of 38 ° C. It is concluded that the formulated pastes presented good results in terms of free water content, consistometry and compressive strength with 8 hours of curing, besides developing good compressive strength at 28 days, with results close to or higher than the pastes formulated with the cements Portland CPP grade G and Special Grade CPP, at a pulp density of 14.5 lb / gal, when compared to similar searches. The results allow the feasibility of the use of pulps formulated for application in shallow oil wells, especially for the CPV10CV2 pulp, with better results for API technological tests / Dentre os cimentos Portland utilizados para a cimentação de poços de petróleo no Brasil, destacam-se o CPP Classe G e o CPP Classe Especial. Os quais possuem maior controle fabril, custos logísticos e de produção do que os cimentos comuns. As pastas formuladas, com cimentos para construção civil, não atendem aos requisitos normativos da NBR 9831/2006, sobretudo quanto à resistência à compressão. Para se melhorar as propriedades de resistência à compressão das pastas se faz necessário modificar sua microestrutura, para tal, pode-se fazer uso de adições minerais, como as cinzas da combustão de carvão mineral que no estado de Ceará encontra-se em abundância como resíduo industrial proveniente das termelétricas do Pecém, tornando-se um passivo ambiental e um problema econômico para as empresas. Assim, esta pesquisa tem como objetivo o estudo da viabilidade de utilização dos cimentos CPII F 32 e CP V, com menor custo de produção e distribuição do que os cimentos para poços de petróleo, com substituição parcial dos cimentos por dois tipos de cinzas de carvão mineral, CV1 (cinza de fundo) e CV2 (cinza leve), nas proporções de 0% (pastas sem adições), 5% e 10% em massa do cimento, para aplicação em cimentação de poços de petróleo com pastas formuladas com densidade de 14,5 lb/gal (1,737 g/cm³). Para se avaliar as pastas formuladas, inicialmente caracterizou-se os cimentos e as cinzas de carvão mineral quanto aos aspectos químicos, físicos e microestruturais, e as pastas formuladas quanto aos requisitos físico–químicos e ensaios tecnológicos API (consistometria, teor de água livre, resistência à compressão na idade de 8 horas), baseadas na NBR 9831 (2006) e API SPEC 10A (2002), além de avaliar a evolução da resistência à compressão nas idades de 24 horas, 7 dias e 28 dias à temperatura de cura de 38°C. Conclui-se que as pastas formuladas apresentaram bons resultados quanto ao teor de água livre, consistometria e resistência à compressão com 8 horas de cura, além de desenvolver boa resistência à compressão aos 28 dias, com resultados próximos ou superiores às pastas formuladas com os cimentos Portland CPP classe G e CPP Classe Especial, para a uma densidade de pasta de 14,5 lb/gal, quando comparados com pesquisas semelhantes. Os resultados possibilitam a viabilidade do uso das pastas formuladas para aplicação em cimentação de poços de petróleo rasos, sobretudo para a pasta CPV10CV2, com melhores resultados paras os ensaios tecnológicos API
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Efeitos da aplicação de resíduos industriais nas propriedades químicas e biológicas do solo / Effects the application of industrial waste in chemical and biological properties of soilCova, Alide Mitsue Watanabe January 2012 (has links)
COVA, A. M. W. Efeitos da aplicação de resíduos industriais nas propriedades químicas e biológicas do solo. 2012. 81 f. Dissertação (Mestrado em Agronomia/Solos e Nutrição de Plantas) - Centro de Ciências Agrárias, Universidade Fedral do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Francisco Lacerda (lacerda@ufc.br) on 2014-08-07T19:10:04Z
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Previous issue date: 2012 / The disposal of industrial waste is one of the major problems in the world and, in the search for sustainable alternatives have been evaluated the possibility of applying these in agriculture. To evaluate the potential use of industrial waste inorganic and organic in agricultural soils were carried out two studies. The first to assess the behavior of microbial activity and mineralization of soil C with incorporation of industrial waste and second, to assess changes in soil properties after the addition of industrial waste. It was used for both experiments the completely randomized design, with treatments at first a 3 x 2 x 16 factorial, referring to three doses of inorganic waste (RI): 0, 2,5 and 5,0 Mg ha-1 and two doses organic waste (RO): absence and presence in terms divided into 16 times (3, 6, 9, 12, 15, 21, 28, 35, 42, 49, 56, 63, 70, 77, 84 and 91 days) after initiation of incorporation of treatments and 4 replicates. The amount of organic waste was applied in amounts equivalent to 100 kg N ha-1 (approximately 20 Mg ha-1 of organic waste). The second, in factorial 3 x 2 x 4 using three doses RI: 0, 2.5 and 5.0 Mg ha-1 in the presence and absence of RO applied in quantities equivalent to 100 kg N ha-1, evaluated at 0, 30, 60 and 90 days after incubation with four replications. The addition of RI did not alter soil microbial activity, however being affected by adding the RO. The organic waste showed high recalcitrance. In chemical properties, the incorporation of both residues increased the pH of the soil in the initial phase, but decreased during the study period. The addition of RI increased values of CE, the levels of P, Na, Fe, Cu and Mn at the doses studied and the presence of RO levels N, K and Zn. / A disposição dos resíduos industriais é um dos problemas de maior importância no mundo e, na busca de alternativas sustentáveis têm-se avaliado a possibilidade de aplicação destes na agricultura. Para avaliar a potencialidade do uso de resíduo industrial inorgânico e orgânico em solos agrícolas foram realizados dois estudos. O primeiro para avaliar o comportamento da atividade microbiológica e a mineralização de C no solo com incorporação de resíduos industriais e o segundo, para avaliar alterações nas propriedades químicas do solo, após a adição dos resíduos industriais. Utilizou-se para ambos os experimentos o delineamento experimental inteiramente casualizado, sendo os tratamentos no primeiro um fatorial 3 x 2 x 16, referente a três doses de resíduo inorgânico (RI): 0, 2,5 e 5,0 Mg ha-1 e duas doses de resíduo orgânico (RO): ausência e presença, em parcelas divididas em 16 épocas de avaliação (3, 6, 9, 12, 15, 21, 28, 35, 42, 49, 56, 63, 70, 77, 84 e 91 dias) após o início da incorporação dos tratamentos com 4 repetições. A quantidade de resíduo orgânico foi aplicada em quantidades equivalente a 100 kg de N ha-1 (aproximadamente 20 Mg ha-1 de resíduo orgânico). O segundo, em esquema fatorial 3 x 2 x 4 utilizando três doses RI: 0, 2,5 e 5,0 Mg ha-1 e na presença e ausência do RO aplicado em quantidade equivalente a 100 kg de N ha-1, avaliados aos 0, 30, 60 e 90 dias após incubação, com quatro repetições. A adição do RI não alterou a atividade microbiana do solo, no entanto sendo afetada pela adição do RO. O resíduo orgânico apresentou alta recalcitrância. Nas propriedades químicas, a incorporação de ambos resíduos provocou aumento nos valores de pH do solo na fase inicial, mas diminuiu durante o período avaliado. A adição do RI aumentou os valores da CE, os teores de P, Na, Fe, Cu e Mn nas doses estudadas e a presença do RO os teores N, K e Zn.
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Avaliação ambiental e econômica de ciclo de vida da gestão de resíduos de construção e demoliçãoBarreto, Luiz Solon Souza January 2014 (has links)
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2014 / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:19:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2014 / Os resíduos de construção e demolição (RCD) representam a maior parte dos resíduos sólidos urbanos gerados na maioria das cidades. Sua crescente produção, aliada ao desenvolvimento regional e dificuldades atuais das empresas em enquadrar a correta disposição desses resíduos, faz com que seja viável o estudo da sua reutilização dentro da indústria de construção civil e sua disposição em aterros controlados como opções de gestão sustentáveis. Desse modo, o presente trabalho visa à avaliação ambiental e econômica dos cenários de disposição dos RCD considerando a sua disposição em aterros versus a sua reutilização dentro da indústria de construção civil. Recorreu-se à metodologia de Avaliação de Ciclo de Vida (ACV) e Avaliação Econômica de Ciclo de Vida (AECV) de modo a definir um indicador de ecoeficiência. Os objetivos específicos propostos para o trabalho consistiram em: Discriminar e mensurar os principais impactos ambientais e econômicos relacionados à disposição final do RCD em cenários praticados no Brasil; identificar os gargalos do sistema para cada cenário proposto e definir um indicador ecoeficiente para o sistema de produto. Foram realizadas visitas técnicas e entrevistas em aterros sanitários e empresas que trabalham com reciclagem de entulho, elaboração de fluxogramas dos processos e levantamento de dados para o Inventário do Ciclo de Vida (ICV) de custos e ambiental. Na sequência, por meio da Metodologia da ACV, baseada nas normas NBR ISO 14040 e NBR ISO 14044, foram quantificados os impactos ambientais associados a cada cenário, complementados pela avaliação econômica dos sistemas de gerenciamento dos RCD, auxiliado pelo software Sima-Pro 8.0 através do método de Avaliação de Impacto CML 2001 (v3.0) baseline, adaptado pelo Grupo de Pesquisa em Avaliação de Ciclo de Vida da Universidade Federal de Santa Catarina (CICLOG). Os resultados mostraram que o gerenciamento do RCD por meio dos cenários de reciclagem possui o potencial de evitar dispêndios econômicos a partir de 37% e impactos ambientais em até 20% para Depleção Abiótica, 149% para Aquecimento Global e 662% para demanda energética, tornando o cenário de reciclagem mais ecoeficiente ao cenário de Aterro Classe A e ao cenário de Aterro Sanitário Classe IIA, que, por sua vez, se apresentou desfavorável dentre as avaliações.<br> / Abstract: The construction and demolition waste (CDW) represent the largest part of municipal solid waste generated in most cities. Its increasing production coupled with regional development and current business difficulties in framing the correct disposal of this waste, makes it feasible to study the reuse within the construction industry and its disposal in controlled landfills as sustainable management options. Thus, this work aims at assessing the environmental and economic scenarios provision of RCD considering its landfilling versus reuse within the construction industry. Appealed to the methodology of Life Cycle Assessment (LCA) and Life Cycle Costing (LCC) to define an eco-efficiency indicator. The specific objectives proposed were: To discriminate and measure key environmental and economic impacts related to the final disposition of the RCD in scenarios practiced in Brazil; identify hotspots for each proposed scenario; establish an ecoefficient indicator for the product system. To implement these objectives, technical visits and interviews were conducted in landfills and mining companies, flowcharting the processes and data collection for Life Cycle Inventory (LCI). Following through the LCA methodology, based on the standards ISO 14040 and ISO 14044, was quantified environmental impacts associated with each scenario, complemented by economic appraisal of the management of CDW systems aided by Sima-Pro 8.0 software using the method Impact Assessment CML 2001 (v3.0) baseline adjusted by the Research Groupon Life Cycle Assessment of the Federal University of Santa Catarina (CICLOG). The results show that the management of the RCD through recycling scenarios have the potential to avoid economic expenditures from 37% and environmental impacts by 20% to Abiotic Depletion, Global Warming 149% and 662% for energy demand, making the scene of more eco-efficient recycling to the landfill scenario and the Inert Landfill scenario, which in turn appeared among the unfavorable reviews.
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Extração, purificação, identificação e encapsulação de compostos bioativos provenientes do resíduo do processamento da indústria vinícolaPeruzzo, Lucile Cecília January 2014 (has links)
Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2014 / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:19:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2014 / O Brasil com sua economia fortemente baseada no agronegócio contribui para a geração de uma grande quantidade de resíduos agroindustriais resultante das etapas de processamento. Estes resíduos, representam um grave problema, pois aparentemente sem aplicação viável, são descartados diretamente ao meio ambiente. Muitos destes são ricos em compostos bioativos, amplamente reconhecidos pelos benefícios a saúde humana e aplicações tecnológicas, tais como as antocianinas reconhecidas pela atividade antioxidante e sua capacidade de coloração quando adicionada a alimentos e/ou produtos farmacêuticos. Neste trabalho investigou-se dois interesses distintos: o reaproveitamento do resíduo da indústria vinícola (borra do vinho tinto) através de tecnologias que sejam ambientalmente seguras e que garantam a qualidade dos produtos; e a utilização de produtos compostos por ingredientes naturais que ofereçam benefícios à saúde humana. Diante do exposto, o objetivo foi a obtenção de extratos de alto valor agregado obtidos através da otimização da técnica de extração sólido-líquido, de uma metodologia proposta para a purificação que aliou eficácia a baixo custo, da identificação dos compostos biológicos presentes e seu encapsulamento através de emulsões do tipo água/óleo e água/óleo/água que são amplamente utilizadas em uma variedade de aplicações na indústria. A borra do vinho tinto foi primeiramente caracterizada quanto as suas propriedades físico-químicas. A quantidade de compostos fenólicos totais presentes na borra do vinho tinto foi de 87,4 mg EAG.g-1. O valor médio encontrado para reduzir em 50 % a concentração inicial do radical DPPH foi de 2314 g de extrato/g de DPPH a 25 °C e 322,6 g de extrato/g de DPPH a 80 °C. As melhores condições de extração foram: concentração de HCl 1,75 N, extrato hidroalcoólico 70 % e temperatura de 35 °C, obtendo uma quantidade de antocianinas totais de 341,11 mg cyn-3-glu/100 g de amostra. A mistura de antocianinas obtida após a etapa de extração foi isolada através de uma combinação de extração líquido-líquido e cromatografia em coluna. A identificação das antocianidinas presentes no extrato e nas frações purificadas foi realizada por CLAE. A etapa de purificação permitiu obter uma antocianidina com um elevado grau de pureza (76,5 %). A fim de preservar as antocianinas destes extratos, foi utilizado o método de encapsulação por emulsificação/gelificação térmica com proteínas do soro do leite. As melhores condições encontradas foram concentração de proteína de 30 % (m/v), e a fração de volume da fase aquosa:fase oleosa de 15:85 (m:m). A eficiência de encapsulação foi de 73,1 %. A12encapsulação de antocianinas através de um sistema de emulsões múltiplas do tipo água/óleo/água foi testada. As frações volumétricas da fase dispersa e da fase contínua que se mostraram mais estáveis foram: 50:50 para a emulsão primária A/O e, para a emulsão secundária A/O/A, 60:40. Para as emulsões A/O obtidas, a concentração de span que apresentou emulsões primárias estáveis está na faixa de 3 a 5 % (m/m) e o diâmetro de Sauter para as gotículas da emulsão primária está na faixa de 3-8,6 µm. A desestabilização da emulsão múltipla A/O/A, após a adição do encapsulante, foi a principal dificuldade encontrada neste estudo. Os resultados sugerem que o pH baixo na fase aquosa interna pode ter sido uma das causas da instabilidade das emulsões que, com o passar do tempo, leva à desestabilização do sistema.<br> / Brazil, with its strong economy based on agribusiness contributes to the generation of a large amount of organic residues resulting from the processing steps. These wastes pose a serious problem as seemingly viable application, are discarded directly to the environment. Much of this is rich in bioactive compounds, widely recognized by the benefits to human health and technological applications, such as anthocyanins and antioxidant activity recognized by its coloring ability when added to foods and / or pharmaceuticals. This work investigated whether two distinct interests: the reuse of the residue of the wine industry (red wine lees) through technologies that are environmentally safe and to ensure product quality; and use of products made from natural ingredients that provide benefits to human health. The objective was to obtain extracts with high added value obtained by optimizing the technique of solid-liquid extraction, a proposed methodology for the purification which combined effectiveness at low cost , the identification of organic compounds and their encapsulation using emulsions of oil / water and water / oil / water which are widely used in a variety of applications in industry type. The dregs of red wine were first characterized as their physicochemical properties. The quantity of total phenolic compounds present in the red wine dreg was 87.4 mg EAG.g-1. The antioxidant capacity was determined by the DPPH method. The average value found in order to reduce in 50 % the initial concentration of the DPPH radical was 2314 g of extract/g of DPPH at 25 °C, and 322.6 g of extract/g of DPPH at 80 °C. The best extraction conditions were HCl concentration 1.75 N, hydro alcoholic extract 70 % and temperature 35 °C, obtaining a total quantity of anthocyanins of 341.11 mg cyn-3-glu/100 g of sample. The anthocyanins mixture obtained after the extraction phase was isolated through a combination of extract liquid-liquid and open column chromatography. The identification of anthocyanidins present in the extract and in the purified fractions was performed by HPLC. The purification phase permitted to obtain an anthocyanidin with a high purity level (76.5 %). In order to preserve the anthocyanins of these extracts it was used the encapsulation method through emulsification/thermic gelation with proteins from the milk whey. The best conditions found were protein concentration of 30 % (m/v) and the mass fraction in the aqueous phase:oily phase 15:85 (m:m). The encapsulation efficiency was 73.1 %. The encapsulation of anthocyanins through a system of multiple emulsions W/O/W was tested. The volumetric fractions of the disperse phase and of the continuous phase14that showed to be more stable were 50:50 for the primary emulsion W/O and 60:40 for the secondary emulsion W/O/W. For the W/O emulsions obtained the span concentration that showed stable primary emulsions is in between 3-8.6 µm. The multiple emulsion destabilization W/O/W after the encapsulant addition was the main difficulty found in this study. The results suggest that the low pH in the intern aqueous phase can have been one of the emulsions instability causes that, in the course of time, would lead to the destabilization of the system.
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Aspergillus niger AN 400 como inóculo de reatores em batelada para remoção do corante vermelho do congo em meio aquoso sintético / Aspergillus niger AN 400 as inoculum of batch reactors for removal of the congo red dye in synthetic aqueous mediumWanderley, Carlos Ronald Pessoa 16 October 2007 (has links)
WANDERLEY, C. R. P. Aspergillus niger AN 400 como inóculo de reatores em batelada para remoção do corante vermelho do congo em meio aquoso sintético. 2007. 71 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Saneamento Ambiental) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2007. / Submitted by João silva (jpauloqxb@gmail.com) on 2016-04-22T19:23:42Z
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Previous issue date: 2007-10-16 / The species Aspergillus niger AN 400 has been inoculated in batch in order to remove Congo Red dye from the synthetic environment and study the treatment efficiency in the presence and absence of glucose and the biomass immobilization effect on the process optimization. It has been applied 84 reactors, produced and held in a screw top container of glass, which had a useful capacity of 1,5 L, whilst the air was supplied by small compressors. The experiment lasted a period of 25 days and the reactors without support medium; 14 control reactors with dispersed fungal biomass on which was added glucose (1 g/L); 14 reactors with immobilized fungal biomass and 14 reactors with immobilized fungal biomass on which was added glucose (1 g/L). The results obtained demonstrated that the greatest efficiency in removing the dye occurred in the reactors containing immobilized biomass in a environment with glucose concentration (87%) or not (85%). The glucose considering the utilized concentration has not performed any influence on the process efficiency. The organic matter removal which was assigned to the likely presence of by products originated by the dye and compounds expelled in the environment by microorganisms. The immobilization of the biomass in the polyurethane foams was determinant to the process efficiency as fungus was in a biofilm shape, representing a mechanism against the toxic effect of the pollutant. / A espécie Aspergillus niger AN 400 foi inoculada em reatores em batelada com o objetivo de remover corante vermelho do congo de meio sintético e estudar a eficiência do tratamento na presença e ausência de glicose e o efeito da imobilização da biomassa sobre a otimização do processo. Foram utilizados 84 reatores, confeccionados em vidro e vedados com tampa rosqueável, e com volume útil de 1,5 L, sendo o ar fornecido por mini-compressores de ar. O experimento abrangeu período de 25 dias e os reatores foram agrupados de acordo com sua respectiva função em: 14 reatores de controle sem meio suporte; 14 reatores de controle com meio suporte; 14 reatores com biomassa fúngica dispersa; 14 reatores com biomassa fúngica dispersa e adição de 1 g/L de glicose; 14 reatores com biomassa imobilizada e 14 reatores com biomassa imobilizada e adição de 1 g/L de glicose. Os resultados obtidos mostraram que a maior eficiência de remoção do corante ocorreu nos reatores contendo biomassa imobilizada, com meio com glicose (87%) e meio sem glicose (85%). A glicose, na concentração utilizada, não influenciou na eficiência do processo. A remoção de matéria orgânica, em termos de DQO, não acompanhou a remoção do corante, o que foi atribuído à provável presença de subprodutos da degradação do corante e compostos excretados no meio pelos microrganismos. A imobilização da biomassa nas espumas de poliuretano foi determinante para a eficiência do processo, uma vez que os fungos estavam estabelecidos na forma de biofilme, representando um mecanismo contra o efeito tóxico do poluente.
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