Orientador: Antônio André Chivanga Barros. / Dissertação (mestrado) - Universidade Regional Blumenau, Centro de Ciências Tecnológicas, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química.

SOUZA, E. G. Geração de biodiesel e biogás a partir dos resíduos do processamento de tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus). 2014. 86 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Saneamento Ambiental ) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-04-10T14:49:42Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_egsouza.pdf: 1524892 bytes, checksum: 8566552c7ab98d669e2975e99e5fb0c9 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-04-14T16:41:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_egsouza.pdf: 1524892 bytes, checksum: 8566552c7ab98d669e2975e99e5fb0c9 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-14T16:41:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_egsouza.pdf: 1524892 bytes, checksum: 8566552c7ab98d669e2975e99e5fb0c9 (MD5) Previous issue date: 2014-08-28 / Like any industrial activity, the fish processing generates residue (solids and liquids), these being high concentration of BOD, solids, oils and greases, nutrients, etc., with environmental impacts still not well evaluated, when released into aquatic environments. several technologies have been tried for recovering byproducts commercial value of the fish effluent. Following this trend, this work developed a methodology for pretreatment of viscera tilapia that aimed to extract the oil from fish waste and suited to subsequent anaerobic treatment in UASB reactor. The results revealed that there was a satisfactory extraction yield of tilapia oil (50% in volume), consonant with the main techniques for extracting oils. The Biodiesel produced by transesterification of fish oil possessed high levels of unsaturation, coming principally of palmitic acid, oleic and linoleic, which makes the easily oxidizable biodiesel is necessary the use of antioxidants. Furthermore, the effluent oil extraction apresentouse suitable for anaerobic treatment (COD = 8-36 g / L, TKN = 1.6 g / L, PT = 200 mg / L and pH 4.3 to 5.5). The best results were obtained with the application of an organic load of 2 KgDQO / m3.dia where production was obtained daily methane of 3.11 ± 0.70 L / day (HRT = 4 days), a specific production methane of 0.51 ± 0.18 LCH4 / gDQOremovida. The concentrations of acids Volatile fatty (644 ± 270 mg / L), total ammonia nitrogen (158.2 ± 43.5 mgNAT / L), free ammonia (7.8 ± 4.3 mgNH3 / L) and pH (7.83 ± 0.30) remained not inhibitory at levels considered in the literature. Biogas submitted content Average of 86% methane, but were detected the presence of NH3 (0.47%) and H2 (0.10%), its purification being necessary to use methane power generation. Thus, guts Nile tilapia mostraram- to be an alternative source for extraction of animal oil to production of biodiesel and waste from the extraction stage of this oil proved to be suitable for anaerobic treatment / Como qualquer atividade industrial, o processamento do pescado gera resíduos (sólidos e líquidos), sendo estes de alta concentração em DBO, sólidos totais, óleos e graxas, nutriente, etc., com impactos ambientais ainda não bem avaliados, quando são lançados em ambientes aquáticos. Diversas tecnologias têm sido experimentadas para recuperação de subprodutos de valor comercial dos efluentes do pescado. Seguindo esta tendência, este trabalho desenvolveu uma metodologia de pré-tratamento das vísceras de tilápia que objetivou a extração do óleo do peixe e adequou os resíduos ao tratamento anaeróbio posterior, em reator UASB. Os resultados revelaram que houve um rendimento satisfatório na extração do óleo de tilápia (50% em volume), consonante com as principais técnicas de extração de óleos. O biodiesel produzido pela transesterificação do óleo de peixe possuiu altos níveis de insaturações, provenientes, principalmente, dos ácidos palmítico, oleico e linoleico, o que torna o biodiesel facilmente oxidável, sendo necessário o uso de antioxidantes. Além disso, o efluente da extração do óleo apresentouse adequado ao tratamento anaeróbio (DQO = 8-36 g/L, NTK=1,6 g/L, PT=200 mg/L e pH 4,3-5,5). Os melhores resultados foram obtidos com a aplicação de uma carga orgânica de 2 KgDQO/m3.dia, onde foram obtidas uma produção diária de metano de 3,11±0,70 L/dia (TDH= 4 dias), uma produção específica de metano de 0,51 ± 0,18 LCH4/gDQOremovida. As concentrações de ácidos graxos voláteis (644 ± 270 mg/L), nitrogênio amoniacal total (158,2 ± 43,5 mgNAT/L), amônia livre (7,8 ± 4,3 mgNH3/L) e pH (7,83 ± 0,30) permaneceram em níveis considerados não inibitórios pela literatura. O biogás apresentou teor médio de 86% de metano, porém foram detectadas as presenças de NH3 (0,47%) e H2S (0,10%), sendo necessária a sua purificação, para uso do metano em geração de energia. Dessa forma, vísceras de tilápia do Nilo mostraram- se ser uma fonte alternativa para a extração de óleo animal para a produção de biodiesel e os resíduos oriundos dessa etapa de extração de óleo mostrou-se adequado ao tratamento anaeróbio

Resumo: Substâncias perigosas são freqüentemente utilizadas em laboratórios de ensino e pesquisa das Universidades. Até pouco tempo não existia preocupação com o destino destas substâncias após o uso. Tinha-se a falsa idéia de que como a Universidade utiliza poucas quantidades, de diferentes produtos, seu efeito ao ambiente era irrelevante. Felizmente atualmente este cenário é outro e as Universidades estão implementando programas de gerenciamento e em alguns poucos casos, de tratamento de resíduos. Diferentemente de agentes biológicos, substâncias químicas não possuem um procedimento de degradação que seja eficaz às diferentes classes e é necessário o desenvolvimento de diferentes métodos para diferentes produtos. Este trabalho adaptou métodos degradativos apresentados na literatura à três substâncias, escolhidas por sua toxicidade e pelo volume gerado anualmente das mesmas: brometo de etídeo (BE), formaldeído e fenol. A degradação do BE foi monitorada por fluorescência e pela concentração de Carbono Orgânico Total (COT), como BE é mutagênico seu produto de degradação foi submetido ao teste de mutação gênica com Salmonella thiphimurium (teste de Ames) utilizando as linhagens TA97a, TA98 e TA100, para avaliar se havia perdido esta característica. Observou-se que embora todos os tratamentos apresentassem a mesma resposta quanto a fluorescência, o ensaio mutagênico mostrou que apenas dois procedimentos poderiam ser realmente empregados. Os demais resíduos (fenol e formaldeído) tiveram seus produtos de degradação avaliados por COT e segundo as premissas da legislação estadual para efluentes em ambos os casos os resíduos apresentaram uma boa redução da carga orgânica. A toxicidade dos produtos formados foi avaliada por testes ecotoxicológicos (Daphna magna) e como todo formaldeído e fenol foram oxidados essa propriedade foi efetivamente eliminada. / Abstract: Hazardous substances often have been used in university teaching and researching laboratories as well. Few years ago there was not the concern about the destiny of these substances after their application. There was the wrong concept as the university use a few quantities of different kind of products, the behavior of these products in the environment were insignificant. Fortunately, nowadays the context has changed and the universities have established management programs of waste treatment. Distinctly of biological agents, chemicals substances do not have a model is better (or pattern) of destruction efficient to so many categories or types. So it is necessary the development of different methods for different products. This present work adjusted degradative methods presented on the literature for three different substances, chosen by their toxicity and quantity yearly storage: ethidium bromide (EB); formaldehyde and phenol. The degradation of EB was observed by fluorescence and by total carbon organic concentration, as BE is mutagenic, its degradation product was submitted to mutagenicity test with Salmonella thiphimurium (Ames test) using TA97a, TA98 and TA100, for evaluate original characteristics. The obtained data shown that although all of treatments presented the same answer for the fluorescence, the mutagenic assay has shown that just two methods could be efficiently used. The another products (phenol and formaldehyde) have had yours degradatives products evaluated by TOC according the supposition from the state legislation for wastewater, in both cases the results data shown reduction organic The toxicity of products in this case were evaluated by ecotoxicological tests (Daphnia magna), as all formaldehyde and phenol have been oxidized the toxicity was banished. Even tough the results obtained shown that methods are simple and could be applied for own creators in situ, just follow the methods shown in these work. / Orientador: Mary Rosa Rodrigues de Marchi / Coorientador: Raquel Fernandes Pupo Nogueira / Banca: Mary Rosa Rodrigues de Marchi / Banca: Maria Lucia Ribeiro / Banca: Valdir Schalch / Banca: Pedro Sergio Fadini / Banca: Messias Borges Silva / Doutor

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2015-12-10T07:31:36Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 922122 bytes, checksum: 2868759f6518eb167ab5b80098fdd89f (MD5) / Made available in DSpace on 2015-12-10T07:31:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 922122 bytes, checksum: 2868759f6518eb167ab5b80098fdd89f (MD5) 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.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-08-19T12:12:18Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1500594 bytes, checksum: 645a8f3083e12b0b6b736d5b278fd9ae (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-19T12:12:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1500594 bytes, checksum: 645a8f3083e12b0b6b736d5b278fd9ae (MD5) 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.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:07Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-04-19Bitstream added on 2014-06-13T20:26:03Z : No. of bitstreams: 1 fonseca_jcl_dr_araiq.pdf: 990419 bytes, checksum: e085f09b617e177af79386bb8d35d879 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Substâncias perigosas são freqüentemente utilizadas em laboratórios de ensino e pesquisa das Universidades. Até pouco tempo não existia preocupação com o destino destas substâncias após o uso. Tinha-se a falsa idéia de que como a Universidade utiliza poucas quantidades, de diferentes produtos, seu efeito ao ambiente era irrelevante. Felizmente atualmente este cenário é outro e as Universidades estão implementando programas de gerenciamento e em alguns poucos casos, de tratamento de resíduos. Diferentemente de agentes biológicos, substâncias químicas não possuem um procedimento de degradação que seja eficaz às diferentes classes e é necessário o desenvolvimento de diferentes métodos para diferentes produtos. Este trabalho adaptou métodos degradativos apresentados na literatura à três substâncias, escolhidas por sua toxicidade e pelo volume gerado anualmente das mesmas: brometo de etídeo (BE), formaldeído e fenol. A degradação do BE foi monitorada por fluorescência e pela concentração de Carbono Orgânico Total (COT), como BE é mutagênico seu produto de degradação foi submetido ao teste de mutação gênica com Salmonella thiphimurium (teste de Ames) utilizando as linhagens TA97a, TA98 e TA100, para avaliar se havia perdido esta característica. Observou-se que embora todos os tratamentos apresentassem a mesma resposta quanto a fluorescência, o ensaio mutagênico mostrou que apenas dois procedimentos poderiam ser realmente empregados. Os demais resíduos (fenol e formaldeído) tiveram seus produtos de degradação avaliados por COT e segundo as premissas da legislação estadual para efluentes em ambos os casos os resíduos apresentaram uma boa redução da carga orgânica. A toxicidade dos produtos formados foi avaliada por testes ecotoxicológicos (Daphna magna) e como todo formaldeído e fenol foram oxidados essa propriedade foi efetivamente eliminada. / Hazardous substances often have been used in university teaching and researching laboratories as well. Few years ago there was not the concern about the destiny of these substances after their application. There was the wrong concept as the university use a few quantities of different kind of products, the behavior of these products in the environment were insignificant. Fortunately, nowadays the context has changed and the universities have established management programs of waste treatment. Distinctly of biological agents, chemicals substances do not have a model is better (or pattern) of destruction efficient to so many categories or types. So it is necessary the development of different methods for different products. This present work adjusted degradative methods presented on the literature for three different substances, chosen by their toxicity and quantity yearly storage: ethidium bromide (EB); formaldehyde and phenol. The degradation of EB was observed by fluorescence and by total carbon organic concentration, as BE is mutagenic, its degradation product was submitted to mutagenicity test with Salmonella thiphimurium (Ames test) using TA97a, TA98 and TA100, for evaluate original characteristics. The obtained data shown that although all of treatments presented the same answer for the fluorescence, the mutagenic assay has shown that just two methods could be efficiently used. The another products (phenol and formaldehyde) have had yours degradatives products evaluated by TOC according the supposition from the state legislation for wastewater, in both cases the results data shown reduction organic The toxicity of products in this case were evaluated by ecotoxicological tests (Daphnia magna), as all formaldehyde and phenol have been oxidized the toxicity was banished. Even tough the results obtained shown that methods are simple and could be applied for own creators in situ, just follow the methods shown in these work.

O Fenol e compostos fenolicos foram classificados como poluentes primarios pela Environmental Protection Agency (EPA USA). Eles sao geralmente encontrados em efluentes industriais como: poupa e papel; madeireiras; plasticos e polimeros sinteticos; farmaceuticos, pesticidas, oleo e petroquimicas. Os tratamentos de agua convencionais tem mostrado ineficiencia em altas concentracoes de fenol. Este trabalho visa o tratamento de solucao aquosa de fenol via Processos Oxidativos Avancados (POAs) com o objetivo de aumentar a biodegradabilidade possibilitando a aplicacao de um processo convencional (lodos ativados) como pos-tratamento. O pre-tratamento e usado para modificar a estrutura do fenol levando-o a seus subprodutos como substancias aromaticas e acidos carboxilicos. Os experimentos mostraram a eficiencia do pre-tratamento atraves do parametro de biodegradabilidade (DBO5/DQO) apresentando 0,19 em 30 min de reacao foto- Fenton, com concentracao inicial de fenol de 1000 mg.L-1 de Carbono Organico Total (TOC), 1 mmol.L-1 de FeSO4 e 100 mmol.L-1 de H2O2, dosado durante 2 horas de reacao. Apos pre-tratada fotoquimicamente, esta mesma solucao foi utilizada como fonte de carbono em um sistema continuo de lodos ativados para remocao da materia organica residual, apresentando reducao de 92% do TOC inicial. Estes resultados evidenciam a eficiencia da integracao entre os processos foto-Fenton e lodo ativado no tratamento de efluentes contendo compostos recalcitrantes. / Phenol and phenolic compounds have been listed as priority-pollutants by the Environmental Protection Agency (EPA USA). They are often found in industrial effluents such as from pulp and paper, timber, plastics and synthetic polymer, pharmaceutical, pesticide, oil and petrochemical industries. Most of the traditional wastewater treatments have shown inefficiency against high phenol concentrations. This work aims to treat phenol solution via Advanced Oxidation Processes (AOP´s) to enhance medium biodegradability and using it as an effluent in a continuous activated sludge process. The purpose of the pre treatment is to modify the phenol structure leading it to its byproducts such as aromatics compounds and carboxylic acids. The experiments have shown the effectiveness of the pre-treatment by the biodegradability parameter BOD5/COD which was achieved 0,19 at 30 min of photo- Fenton reaction with a initial phenol concentration of 1000 mg.L-1 of TOC, 1 mmol.L-1 of FeSO4 and 100 mmol.L-1 of H2O2, added with a peristaltic pump along 2 hours of reaction. After the photochemical pre treatment, the same solution was used as a carbon source in a continuous activated sludge system for removing residual organic matter, with a reduction of 92% of the TOC initial. Those results have shown the efficiency when integrating photo-Fenton and activated sludge processes on the treatment of effluents containing recalcitrant organic compounds.

Efluentes da indústria de papel e celulose (IPC) caracterizam-se por apresentar um alto conteúdo de compostos fenólicos que são prejudiciais para os microrganismos envolvidos nos tratamentos convencionais, necessitando a sua remoção por processos físicos e/ou químicos, antes do encaminhamento para as lagoas aeradas. Neste trabalho foi estudada a capacidade de degradação de fenol e de fenóis totais presentes no efluente da IPC, em cultivo submerso, pela linhagem de Pleurotus sajor-caju PS-2001 utilizada comercialmente para a produção de cogumelos. Também foi avaliado a alteração na concentração de DQO de efluentes da IPC por sistemas bacterianos aerados, após o tratamento fúngico. Foram realizadas análises de atividade de lacases, LiP, VAO e MnP, fenóis totais, pH, cor e DQO. Os estudos de crescimento de fungos e bactérias foram realizados em frascos agitados e em reator de bancada. A formulação do meio de crescimento fúngico continha 92% de efluente da IPC, suplementado com sais, glicose e proteína de soja. Em todos os ensaios observou-se uma diminuição da concentração de fenóis totais do meio, que foi interpretada como decorrente da ação do fungo pela atividade enzimática envolvendo degradação e precipitação, adsorção na massa fúngica e de atividade não biológica, desde que foram detectadas atividades de lacases, LiP, VAO e MnP; foi observado adsorção de fenóis totais pelo micélio; e também diminuição de fenóis totais na ausência de microrganismos. As análises de DQO e fenóis totais dos efluentes referentes aos ensaios com bactérias aeróbias, após o tratamento fúngico, mostraram uma diminuição de DQO mais rápida em relação ao efluente não tratado pelo fungo. A remoção de fenóis totais no processo bacteriano também foi favorecida pela ação fúngica, visto que a remoção dos compostos fenólicos foi superior no efluente tratado pelo fungo. Com base nos resultados obtidos, conclui-se que a atividade do fungo da degradação branca Pleurotus sajor-caju PS 2001 pode constituir-se como parte de um processo para tratamento de efluentes da IPC, associado ao tratamento bacteriano. / Submitted by Marcelo Teixeira (mvteixeira@ucs.br) on 2014-06-05T19:14:22Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Patricia Bonfanti.pdf: 6891092 bytes, checksum: 7fae7d894ec3c821ab10cd2e363af938 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-06-05T19:14:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Patricia Bonfanti.pdf: 6891092 bytes, checksum: 7fae7d894ec3c821ab10cd2e363af938 (MD5) / Wastewaters originated at paper and cellulose industries (PCI) are characterized by the presence of the high content of phenolics compounds, which assign prejudicial for the microorganisms involved in the conventional treatments, imposing physical and/or chemical removal before the discharge to the aerobic (secondary) pond. This work deals with the degradation capacity of phenol and total phenols present in the PCI wastewater, in submerged cultivation, by the strain of Pleurotus sajor-caju PS-2001, commercially utilized for the output of mushrooms. In addition, changes in the COD concentration in PCI wastewaters of aerobic bacterial systems treated with fungus were evaluated. Analyses of activity of laccases, LiP, VAO and MnP, total phenols, pH, colour and DQO were carried out. The fungi and bacteria growth studies were carried out using shaking flask and bioreactor. The formulation of the medium for fungus growth had 92% of PCI wastewater, supplemented with salts, glucose and soy protein. In all trials was observed a reduction in the concentration of total phenols in the medium, that may be caused by the enzymatic activity of the fungus, which involves degradation and haste, adsorption in the fungus mass and non-biological activity due to the fact that activities of laccases, LiP, VAO and MnP were detected; the adsorption of total phenols by the micelles was observed as well as a decrease in the total phenols in the absence of microorganisms. The COD and total phenols trial analyses of wastewaters with aerobic bacteria showed a faster decrease when treated with fungus, compared to the trials without fungus. Furthermore, the removal of total phenols in the bacterial trial was availed by the fungus action due to fact that the removal of the phenol compounds was higher in the wastewater treated with the fungus. Based in the obtained results, it was concluded that the white-rot fungus P. sajor-caju PS 2001 activity can be used as a part of the PCI wastewater treatment associated to the bacterial treatment.

CAPES; CNPq / O presente trabalho teve como objetivo caracterizar o efluente da Indústria de Compensado e avaliar a utilização do fungo filamentoso Pleurotus ostreatus no tratamento deste resíduo em reator air lift, além de verificar a potencialidade da complementação do tratamento do efluente utilizando um POA do tipo Fenton, a fim de ajustar valores em concordância com os padrões legais estabelecidos pelos órgãos regulamentadores. O efluente bruto apresentou 12.192 ± 100 mgO2L-1 de DQO, 8.849 ± 60 mgO2L-1 de DBO5,20(Demanda Bioquímica de Oxigênio), 8.333 ± 30 unidades de cor, 1.220 ± 5 mgL-1 de fenóis totais e pH 4,63. O teor de sólidos totais no efluente foi de 18,45 ± 0,15 gL-1, sendo que desse total 2,73 ± 0,04 gL-1 correspondia a cinzas, 1,36 ± 0,03 gL-1 a lignina klason solúvel, 49 ± 3 mgL-1 de lignina klason insolúvel e aproximadamente 71% de toxicidade aguda expressa em inibição de E. coli. A espectrometria por FTIR dos sólidos do efluente indicou bandas em 3430–3440 cm-1, 2938 cm-1, 1603 cm-1, que puderam ser atribuídas aos grupos O-H, C-H e C=C, respectivamente. O tratamento biológico utilizando o fungo Pleurotus ostreatus inicialmente foi otimizado em incubadora orbital (shaker) por meio de delineamento fatorial(23) obtendo-se as melhores condições reacionais para a redução da DQO (pH 5,7, concentração de sacarose 7,5 gL-1 e concentração de nitrato de amônio igual a 4,0 gL-1). O tratamento biológico após 40 dias em reator air lift foi capaz de remover 87 % da DQO, 92 % da DBO5, 73 % de fenóis totais, 36 % de cor e ainda 99 % da toxicidade aguda. A análise espectrométrica por FTIR confirmou a degradação por meio da redução de picos característicos. Apesar dos resultados do tratamento fúngico terem se apresentados bastante significativos, houve necessidade de complementação com processo Fenton, o que resultou numa redução de 99 % da DQO, 92 % do teor de fenóis e 96 % da cor do efluente. Desta forma, a biorremediação utilizando o fungo Pleurotus ostreatus e a combinação com o processo Fenton, apresentou resultados promissores, para enquadramento dentro da maioria dos parâmetros exigidos pela legislação. / The present work had the objective of characterizing the effluent from the Plywood Industry and evaluate the use of filamentous fungus Pleurotus ostreatus in the treatment in an air lift reactor, besides verifying the potentiality of the complementation of effluent treatment using a POA, Fenton type, in order to adjust it to the legal parameters to release it into water bodies in accord to the regulatory authorities. The brute effluent present 12.192 ± 100 mgO2L-1 of COD (Chemical Oxygen Demand), 8.849 ± 60 mgO2L-1 of BOD5,20 (Biochemical Oxygen Demand), 8.333 ± 30 color units, 1.220 ± 5 mgL-1 of total phenols and pH 4,63. The total solids content in the effluent was 18, 45 ± 0, 15 gL-1, in this total 2,73 ± 0,04 gL-1 corresponds to ashes, 1,36 ± 0,03 gL-1 soluble klason lignin and 49 ± 3 mgL-1 of insoluble klason lignin and approximately 71% toxicity expressed as inhibition to E.coli. The FTIR spectrometry of the solids of the effluent, indicated bands in 3430-3440 cm-1, 2938 cm-1, 1603 cm-1, that could be attributed to groups O-H, C-H, C=C. The biological treatment using the fungus Pleurotus ostreatus was initially optimized in an orbital incubator (shaker) by factorial design (2³) that getting the best reactional conditions to COD reduction (pH 5,7 and sucrose concentration of 7,5 gL-1 and nitrate concentration of 4,0 gL-1), being estimated a reduction of 64% of COD of effluent in 10 days. The biological treatment after 40 days in optimized conditions in air lift was capable of remove 87 % of COD of the effluent, 92 % of the BOD5,20, 72 % of reduction of total phenols, 36 % of color removal and acute toxicity reduced. The spectrometric analysis by FTIR confirmed the biological degradation by the correspondent peak reduction in relation to the characteristic peaks. Despite the results of fungal treatment being quite significant, there was a need of a complementation of treatment using AOP Fenton type, showing a reduction of 99 % of COD, 92 % of phenols content and 96 % effluents color. In this way, the bioremediation using the Pleurotus ostreatus combined with the Fenton process, presented promising results, in order to fit the majority of the parameters required by the legislation.

O Fenol e compostos fenolicos foram classificados como poluentes primarios pela Environmental Protection Agency (EPA USA). Eles sao geralmente encontrados em efluentes industriais como: poupa e papel; madeireiras; plasticos e polimeros sinteticos; farmaceuticos, pesticidas, oleo e petroquimicas. Os tratamentos de agua convencionais tem mostrado ineficiencia em altas concentracoes de fenol. Este trabalho visa o tratamento de solucao aquosa de fenol via Processos Oxidativos Avancados (POAs) com o objetivo de aumentar a biodegradabilidade possibilitando a aplicacao de um processo convencional (lodos ativados) como pos-tratamento. O pre-tratamento e usado para modificar a estrutura do fenol levando-o a seus subprodutos como substancias aromaticas e acidos carboxilicos. Os experimentos mostraram a eficiencia do pre-tratamento atraves do parametro de biodegradabilidade (DBO5/DQO) apresentando 0,19 em 30 min de reacao foto- Fenton, com concentracao inicial de fenol de 1000 mg.L-1 de Carbono Organico Total (TOC), 1 mmol.L-1 de FeSO4 e 100 mmol.L-1 de H2O2, dosado durante 2 horas de reacao. Apos pre-tratada fotoquimicamente, esta mesma solucao foi utilizada como fonte de carbono em um sistema continuo de lodos ativados para remocao da materia organica residual, apresentando reducao de 92% do TOC inicial. Estes resultados evidenciam a eficiencia da integracao entre os processos foto-Fenton e lodo ativado no tratamento de efluentes contendo compostos recalcitrantes. / Phenol and phenolic compounds have been listed as priority-pollutants by the Environmental Protection Agency (EPA USA). They are often found in industrial effluents such as from pulp and paper, timber, plastics and synthetic polymer, pharmaceutical, pesticide, oil and petrochemical industries. Most of the traditional wastewater treatments have shown inefficiency against high phenol concentrations. This work aims to treat phenol solution via Advanced Oxidation Processes (AOP´s) to enhance medium biodegradability and using it as an effluent in a continuous activated sludge process. The purpose of the pre treatment is to modify the phenol structure leading it to its byproducts such as aromatics compounds and carboxylic acids. The experiments have shown the effectiveness of the pre-treatment by the biodegradability parameter BOD5/COD which was achieved 0,19 at 30 min of photo- Fenton reaction with a initial phenol concentration of 1000 mg.L-1 of TOC, 1 mmol.L-1 of FeSO4 and 100 mmol.L-1 of H2O2, added with a peristaltic pump along 2 hours of reaction. After the photochemical pre treatment, the same solution was used as a carbon source in a continuous activated sludge system for removing residual organic matter, with a reduction of 92% of the TOC initial. Those results have shown the efficiency when integrating photo-Fenton and activated sludge processes on the treatment of effluents containing recalcitrant organic compounds.