Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2012-10-22T14:41:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 224900.pdf: 648874 bytes, checksum: 2a60966b613c403ac26906b2ad505f4d (MD5) / Nos matadouros e frigoríficos os efluentes são volumosos e representam um sério problema pelo alto teor de matéria orgânica, necessitando portanto de um tratamento eficaz para redução da mesma. Nesse sentido o tratamento primário desempenha um importante papel por ser responsável pela eliminação de grande parte da carga poluidora do despejo e de seu condicionamento para as etapas posteriores. No presente trabalho foi avaliada a eficiência do processo de flotação em escala laboratorial como tratamento primário de efluentes de abatedouro de aves. Na primeira etapa do trabalho avaliou-se o desempenho dos coagulantes SF-PIX, CF-PIX, SF-LEMA e PAC juntamente com o floculante FLONEX 9073. As máximas eficiências de remoção de turbidez, SS, OG, DQOt, fósforo e NO3- atingidas foram: 97%, 96%, 90%, 82%, 98% e 90%, respectivamente. Em termos gerais, o coagulante SF-PIX proporcionou os melhores resultados, reduzindo de forma significativa a carga poluidora do efluente. A segunda etapa do trabalho consistiu em avaliar a influência da taxa de aeração no processo de flotação, para tanto utilizou-se o SF-PIX e o floculante FLONEX 9073 aplicando vazões de gás que oscilaram entre 0,2 a 1,0 L.min-1. Pôde-se constatar que vazões de ar mais elevadas requerem um menor tempo para consolidação do tratamento. A qualidade do efluente ao processo em termos de remoção dos parâmetros físico-químicos foi sensivelmente afetada pela taxa de aeração, a utilização da vazão de 0,2 L.min-1 resultou nas melhores eficiências, principalmente para turbidez, cor e DQO. O processo de flotação mostrou ser muito eficiente para condicionamento do efluente em questão, atingindo altos índices de remoção dos parâmetros físico-químicos, destacando-se a elevada redução da carga de nutrientes.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química. / Made available in DSpace on 2012-10-22T15:22:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 227984.pdf: 2906404 bytes, checksum: b04e1b5addad60225c2ade202e4ccadd (MD5) / O processo de tratamento de resíduos por lodos ativados apresenta como maior desvantagem o grande volume de lodo gerado. Nos últimos anos, o problema do tratamento deste excesso de lodo gerado tem se evidenciado em virtude da crescente pressão dos órgãos fiscalizadores e maior conscientização da sociedade, que vêm exigindo o correto manuseio e uso deste lodo, fazendo aumentar em muito os custos desta operação. A digestão anaeróbia é um dos processos mais usados para a estabilização de lodos biológicos, pois além de fornecer um lodo bastante estabilizado, apresenta ainda um ganho energético pela produção de gás metano. A busca de maiores eficiências para a digestão anaeróbia tem levado ao desenvolvimento de diversos processos de pré-tratamentos de lodos biológicos, visando aumentar a solubilização e a biodegradabilidade da matéria orgânica constituinte destes lodos. Este estudo investigou os pré-tratamentos térmico, enzimático e alcalino de lodos biológicos gerados por sistemas de tratamento de efluentes por lodos ativados a fim de incrementar a solubilização da matéria orgânica, disponibilizando-a para posterior aproveitamento durante a digestão anaeróbia. A solubilização da matéria orgânica foi acompanhada pela determinação da Demanda Química de Oxigênio (DQO) na fração solúvel do lodo após os pré-tratamentos e a biodegradabilidade dos lodos tratados foi avaliada pela produção de gás metano em relação à quantidade de sólidos voláteis alimentada com o substrato. Os melhores resultados de solubilização da matéria orgânica foram produzidos pelo pré-tratamentos térmico realizado em autoclave (121ºC/15 min), 45,6% e pelo pré-tratamento termoalcalino (pH 10 - 120ºC/60 min), 59,1%. Os melhores graus de biodegradabilidade foram obtidos com o lodo biológico tratado enzimaticamente com 0,10% de protease, 513 L/kg SValimentado e termicamente, em autoclave à121ºC durante 15 minutos, 380 L/kg SValimentado.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental. / Made available in DSpace on 2012-10-23T00:05:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 249110.pdf: 5708823 bytes, checksum: 36dd3170dfa7ad747ae38a9de2aa0a63 (MD5) / Neste trabalho estudou-se a redução da matéria orgânica e nitrogenada de esgoto doméstico utilizando reatores híbridos de fluxo contínuos (RHFC´s) e um reator híbrido em bateladas seqüenciais (RHBS). Os RHFC´s foram constituídos por reatores do tipo lodo ativado preenchidos com materiais suporte para a fixação da biomassa. O estudo foi realizado em três etapas, sendo que na etapa 1 utilizou-se três diferentes materiais suporte: fita plástica (RFIPL), espuma de poliuretano (RESPL) e cascas de ostras (ROST). Na etapa 2, utilizou-se como materiais suporte: argila em pelets (RARG) e plástico reciclado (RPLR) e na etapa 3, redes de nylon (RRED). Em cada etapa monitorou-se também um reator testemunha apenas com lodo ativado (RTEST). Foram aplicadas cargas orgânicas volumétricas médias (COV) de 0,86 kgDQO/m3.dia e cargas de nitrogênio médias (CN) de 0,12 kgNH4-N/m3.dia na etapa 1 e 0,26 kgDQO/m3.dia e 0,04 kgNH4-N/ m3.dia na etapa 2 e 0,29 kgDQO/m3.dia e 0,07 kgNH4-N/m3.dia na etapa 3. Foram monitorados diariamente o pH, T e OD de cada reator e realizadas análises físico-químicas e também observações microscópicas do lodo e dos suportes. Os reatores apresentaram eficiências médias variando entre 66 % e 79 % na remoção da DQOT e na nitrificação entre 41 % e 68 %. Apenas os reatores híbridos RFIPL, RRED e RARG apresentaram concentrações médias de nitrogênio amoniacal inferiores a 20 mg/L no efluente, atendendo a Resolução do CONAMA n° 357/05. Para o estudo do RHBS foram instaladas redes de nylon em um reator em batelada seqüencial com volume útil de tratamento de 1,42 m3 totalmente automatizado, funcionando em regime de ciclos, intercalando fases de enchimento, anóxica, aeróbia, decantação e retirada. Diariamente eram realizados 3 ciclos com duração de 8 horas cada. Em cada ciclo eram realizados 3 enchimentos escalonados. O período de estudo foi dividido em 3 estratégias (Est 1, Est 2 e Est 3), conforme as cargas de DQO e NH4-N aplicadas. Estas variaram entre 0,14 e 0,51 kgDQO/m3.dia e 0,02 e 0,06 kgNH4-N/m3.dia. O monitoramento do reator foi realizado através de análises físico-químicas do meio líquido, ensaios de decantação para a determinação do IVL e da VD, observações microscópicas do material suporte e do lodo, além dos testes respirométricos para a determinação da velocidade específica de respiração (QO2X) das bactérias presentes no lodo. Ao longo das três estratégias, o reator apresentou eficiências médias variando entre: 75 a 89 % DQOT; 83 a 97 % DBO5; 58 a 84 % SST; 8 a 34 % PO4-P; 60 % a 77 % na nitrificação; 46 a 64 % na remoção do nitrogênio total e 79 a 84 % na desnitrificação. As concentrações médias de amônio no efluente tratado ficaram abaixo de 20 mgNH4-N/L atendendo a Resolução nº 357/2005 do CONAMA. O Índice Volumétrico do lodo (IVL) variou entre 66 e 152 ml/g, sendo classificado como um lodo de boa e média decantabilidade. As observações microscópicas ajudaram no monitoramento das condições operacionais dos RHFC's e do RHBS e na maioria do período de estudo observou-se a presença de microrganismos indicadores de situações estáveis no tratamento, tais como: Tecamebas, Vorticellas sp, Epistylis sp, Aspidiscas sp e Rotatorias sp.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental. / Made available in DSpace on 2012-10-23T07:06:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 243582.pdf: 2600153 bytes, checksum: ffc463fec8f5232e42091461282bd3b1 (MD5) / As lagoas de maturação são empregadas no tratamento terciário dos esgotos possibilitando o polimento do efluente tratado, sendo sua função principal a remoção de patogênicos. Porém, a remoção dos nutrientes contidos nos esgotos afluentes não é muito efetiva, razão pela qual o presente estudo objetiva obter a melhoria da remoção de amônia e fosfato via modificação da lagoa de maturação por meio de placas de PVC. As placas possibilitam o desenvolvimento de um biofilme, e este incorpora N e P em sua biomassa e/ou favorecem processos de nitrificação. Foram estudadas uma lagoa de maturação com placas de PVC (LMB), e uma lagoa convencional como controle (LM), ambas com volume útil de 7,60m3 e área superficial de 15,2m2 (profundidade de 0,5m, comprimento de 9,5m e 1,60m de largura). Os suportes na LMB foram colocados verticalmente e abaixo da superfície da água no sentido longitudinal da lagoa, totalizando 30m2 de área de suporte para aderência de biofilme, correspondente a duas vezes a área superficial da lagoa. Tanto LM quanto LMB foram operadas em paralelo, com tempo de detenção hidráulica (TDH) de 10 dias e uma vazão de 31,7 L/h. Como afluente destas lagoas utilizou-se o efluente de uma lagoa facultativa piloto provida de chicanas (LF) com volume útil de 10,99m3, área superficial de 10,5m2 e profundidade de 1,05m., que operou sob um TDH de 5 dias e com uma vazão de 91,6 L/h. A LF foi alimentada com efluente proveniente da lagoa anaeróbia (LA) da ETE Continental de Florianópolis. Semanalmente "in situ", foram medidos oxigênio dissolvido, transparência por disco de Secchi e temperatura das lagoas (LF, LMB e LM). Em laboratório foram analisados os seguintes parâmetros: DBOt, DBOs, DQOt, DQOs, ST, STV, STF, SS, N-NH4+, N-NO2-, N-NO3-, P-PO43- Clorofila a, pH, alcalinidade total, coliformes totais e fecais, condutividade e turbidez. Foi efetuado estudo por microscopia ótica qualitativa para identificação de organismos em LF, LMB e LM. Realizou-se também um estudo de Fish, para a identificação de microrganismos do biofilme, bem como, perfis longitudinal/ horário e de estratificação térmica (variação nictemeral) em pontos determinados na LMB e LM. Ao logo do estudo a qualidade sanitária do efluente, medida por meio de indicadores de Coliformes fecais foi satisfatória. O sistema apresentou eficiência de 92,5% e 91,1% para LMB e LM, respectivamente. A eficiência na transformação de nitrogênio amoniacal foi de 53,5% (LMB) e 47,2% (LM). Como resultado do Fish foram encontradas raras células hibridizadas de Nitrospina sp. De um modo geral, a LMB apresentou resultados mais eficazes na remoção de patogênicos e na transformação de nitrogênio amoniacal. Os resultados indicam que, além de processos de evaporação e fixação de amônia, possivelmente houve também processo de nitrificação em LMB, fato que pode ser confirmado pela existência de Nitrospina sp. responsável pela nitrificação no biofilme. Os resultados obtidos na avaliação do perfil longitudinal e horário demonstraram que seria conveniente a realização de mais um perfil para uma avaliação pela ANOVA (análise de variância) com o intuito de determinar a hidrodinâmica das lagoas. No perfil nictemeral, para as diferentes profundidades, pode-se verificar que os fatores que influenciaram fortemente as condições de funcionamento das lagoas foram à temperatura e a intensidade solar. O desenvolvimento deste estudo permitiu um melhor entendimento dos fatores que interferem no processo de tratamento de esgoto sanitário através de lagoas de maturação.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental. / Made available in DSpace on 2012-10-23T08:23:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 242329.pdf: 1494325 bytes, checksum: f2ac6d77c3b6fca1bf37a65878aaf797 (MD5) / Foi avaliada a eficiência de remoção de material particulado e nutrientes inorgânicos dissolvidos presentes no efluente gerado em duas fases do ciclo de produção do camarão branco Litopenaeus vannamei, utilizando processos de sedimentação, filtração por ostras e absorção por macroalgas.Para os processos de filtração foram empregadas ostras adultas das espécies Crassostrea rhizophorae e Crassostrea gigas e no processo de absorção empregaram-se macroalgas Ulva fasciata e Hypnea musciformis. Na primeira etapa experimental avaliaram-se os processos integrados de sedimentação e filtração, na remoção de matéria orgânica e inorgânica dos efluentes gerados em viveiros da fazenda experimental Yakult (UFSC), sendo testados diferentes tempos de retenção hidráulica do efluente 6, 12 e 24 horas e duas biomassas de ostras 600 e 1200 g ostra em 15 L de efluente, para cada espécie. Foram registrados os parâmetros de qualidade de água: pH, temperatura, oxigênio dissolvido, salinidade, turbidez, sólidos suspensos totais (SST), sólidos voláteis totais (SVT), Clorofila a, DBO5 e amônia (NH3-N). Na segunda etapa experimental determinou-se a eficiência de remoção do material particulado e nutrientes inorgânicos dissolvidos, mediante processos integrados de sedimentação e absorção por macroalgas. O efluente empregado foi gerado na fase de crescimento e maturação de reprodutores de camarão, mantidos em regime fechado de renovação de água, com biofilme na forma de flocos bacterianos como probióticos. Nesta etapa testou-se o desempenho das duas espécies de macroalgas sob diferentes tempos de retenção hidráulica 6, 12 e 24 horas e três inóculos de 125, 250 e 500 g de macroalga em 15 L de efluente. Além dos parâmetros de qualidade de água da primeira etapa experimental, também foram determinados nitrito (NO2-N), nitrato (NO3-N) e ortofosfato (PO4-P). Na terceira etapa experimental foi avaliada a eficiência de remoção do material orgânico e inorgânico, e nutrientes dissolvidos, empregando processos integrados de sedimentação, filtração e absorção. Os resultados finais permitem estabelecer que, na primeira etapa, o melhor desempenho foi alcançado pela ostra do mangue C. rhizophorae na biomassa de 1200 g /15 L em 6 horas de residência do efluente. Na segunda etapa, a macroalga Ulva fasciata conseguiu o melhor desempenho no inóculo de 250 g/15 L em 6 horas de retenção hidráulica do efluente. Finalmente, quando foram integrados os processos de sedimentação, filtração e absorção na terceira etapa, foram obtidas eficiências de remoção de: bactérias totais 95,1 %, turbidez 97,1%, SST 81,3 %, SVT 35,0%, Clorofila a 99,1 %, DBO 39,2 %, amônia 54,1 %, nitrito 58,0 %, nitrato 69,2 % e ortofosfatos 52,9 %. Pode-se concluir que, a integração dos processos de sedimentação, filtração e absorção constitui uma importante alternativa de tratamento dos efluentes, reduzindo o impacto ambiental da carcinicultura marinha. A adoção deste tipo de tecnología, além de minimizar os danos causados ao meio ambiente, pode abrir possibilidades de diversificação econômica do empreendimento com outros produtos de alta demanda e valor comercial. Removing efficiency of particulate matter and nutrients from Litopenaeus vannamei shrimp culture effluent was evaluated using pilot ponds in laboratory scale, employing process of sedimentation, oysters filtration and macroalgae absorption. The experiments were carried out in the Marine Shrimp Laboratory of the Federal University of Santa Catarina (UFSC), Brazil. For filtration process, Crassostrea gigas and Crassostrea rhizophorae oysters adults were employed and the absorption process Ulva fasciata and Hypnea musciformis macroalgae were used. In the first experimental period, sedimentation and filtration combined process for removing organic and inorganic matter of crude effluent growth ponds Yakult Experimental Station (UFSC) was evaluated. In this period experimental, the differents hidraulic time residence of effluent, 6, 12 and 24 hours and two biomass of the oysters, 600 and 1200 g, for each oysters species were test. The pH, Dissolved Oxigen, Salinity, Turbidity, Total Suspended Solids (TSS), Total Volatile Solids (TVS), Chlorophyll a, Biochemical Oxigen Demand (BOD5) and Ammonia(N-NH4 -) were registered. The results allow concluded that the best perfomance was Crassostrea rhizophorae with 1200 g and 6 hours of the time hidraulic residence of effluent. In the seconds experimental period, crude effluent of the reproductive tank shrimp was employing. The sedimentation and absorption macroalgae combined process for removing of particulate matter and dissolved inorganic nutrients under three time hidraulic residence, 6, 12 and 24 hours and three biomass 125, 250 and 500 g were evaluated. In this period, were registred the same parameters of water quality of the first experimental period, addition Nitrite (N-NO2), Nitrate (N-NO3) and Ortofosfate (PO4¯3 ). In the seconds experimental period, the treatment the macroalgae Ulva fasciata with 250 g in the 6 hours of the residence time had of the best removing efficiency nutrients. According with the results of the first and second experimental period, it was possible design the third experimental period, for evaluated removing efficiency of the organic matter, inorganic matter and dissolved inorganic nutrients with integrated process of the sedimentation, filtration and absorption. When combined process of the sedimentation, filtration and absorption resulted in the significant reductions in the concentration of total bacteria 95,1%, turbidity 97,1%, total suspended solids 81,3%, total volatile solids 35,0 %, clorophyll a 99,1 %, ammonia 54,1%, nitrite 58,0%, nitrate 69,2% and ortofosfate 52,9%, when comparate with water quality of the shrimp effluent without treatment. Finally, it is possible conclude that integrated of sedimentation, filtration and absorption process, improve the water quality of shrimp Litopenaeus vannamei farm effluent and minimized enviromental impact, opening another economic alternatives with products, oysters and macroalgae, higher commercial value.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2012-10-23T11:28:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 245694.pdf: 2608376 bytes, checksum: 77ab1513c72be33487ea76546bc9ddc4 (MD5) / A adsorção em coluna de leito fixo é um método de tratamento muito usado para a retirada de contaminantes de efluentes na indústria petroquímica. Neste trabalho é investigado o uso do carvão ativado de casca de coco no tratamento de correntes industriais aquosas, contaminadas com o BTEX, que é o benzeno, tolueno, etilbenzeno e o-xileno. Os compostos BTEX foram escolhidos, pela sua facilidade, frente aos outros hidrocarbonetos presentes no petróleo, de se misturar com a água e do grave impacto ambiental ocasionado pela presença dos mesmos nos cursos d'água, devido à sua elevada toxicidade. Foram feitos testes para a determinação de isotermas de equilíbrio e se observou que tanto o modelo de Langmuir, quanto o modelo de Freundlich, apresentaram um bom ajuste aos dados experimentais. Foram ainda realizados testes cinéticos em batelada para a obtenção do coeficiente de difusão efetiva para os compostos e testes cinéticos em contínuo para a obtenção das curvas de ruptura "breakthrough", sendo este teste para o benzeno realizado para diferentes condições de altura do leito e vazões. A melhor condição de operação, obtida experimentalmente para o benzeno, foi aplicada para os outros compostos, tolueno, etilbenzeno e o-xileno. Foi desenvolvido um modelo para a simulação das condições experimentais utilizando a linguagem de programação FORTRAN e o software comercial CFX. No algoritmo desenvolvido na linguagem FORTRAN, o ADSBTEX, foi utilizado o método de diferenças finitas para resolver as equações diferenciais que governam o fenômeno de adsorção no leito fixo. Através dos métodos CFD empregadas no software CFX foram geradas as malhas, aplicadas às condições de contorno e obtidas as soluções numéricas. Os resultados obtidos experimentalmente foram utilizados para corroborar os modelos e algoritmos numéricos desenvolvidos, verificando-se um desvio médio máximo de 7,5 %. Os modelos foram considerados representativos do processo em estudo e os resultados simulados adequados para a predição do comportamento do processo de adsorção em sistema contínuo.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais / Made available in DSpace on 2012-10-23T15:05:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 244979.pdf: 5545649 bytes, checksum: 72c9dd038ad5e0eb4be28582a14998bc (MD5) / O porcelanato é formado por uma mistura de argilominerais, quartzo e feldspatos. Corresponde à classe de revestimento com melhor desempenho técnico. É constituído basicamente por 50-65% de fase vítrea, 10-25% de quartzo, <10% de mulita, 0-10% feldspatos não fundidos, 3-7% de porosidade fechada. A produção de porcelanato normalmente se faz por conformação por prensagem, a partir de matériasprimas finamente moídas, homogeneizadas por via úmida e granuladas por atomização. A queima ocorre em ciclos rápidos entre 40 e 60 min, com temperaturas máximas entre 1180 e 1220ºC. A etapa de resfriamento do ciclo de queima é realizada o mais rapidamente possível e com escasso controle. A única precaução tomada é reduzir a velocidade de resfriamento durante a transformação alotrópica do quartzo. Normalmente associa-se o desenvolvimento das propriedades mecânicas do porcelanato com os mecanismos de reforço atribuídos às porcelanas, mas dificilmente relacionando quais fatores que apresentam maior relevância. No presente trabalho, o desenvolvimento das propriedades mecânicas do porcelanato foi estudado com base na avaliação do desenvolvimento das tensões residuais macroscópicas e microscópicas. Diferentes magnitudes de tensões macroscópicas foram desenvolvidas por distintas velocidades de resfriamentos e alterando-se a composição de partida (caulinita, quartzo e albita). Os efeitos provocados pelas tensões microscópicas foram analisados alterando-se a composição de partida e o tamanho de partícula do quartzo. As tensões residuais macroscópicas foram medidas pelo método de relaxação de deformações por corte incremental e as tensões microscópicas por difração de raios X. A resistência mecânica e a tenacidade à fratura, método SENB, foram medidas por flexão em três pontos de apoio em máquina universal de ensaios mecânicos. Os resultados demonstraram que o porcelanato desenvolve têmpera quando submetido a resfriamento rápido. Esse processo é controlado pelas mesmas variáveis da têmpera em vidros planos, constituindo dessa forma um importante mecanismo de reforço microestrutural. Paralelamente à têmpera ocorre um processo de deterioração da microestrutura que foi quantificado matematicamente através de uma equação proposta, que associa a deterioração com o crescimento do tamanho do defeito natural de Griffith. Essa deterioração mostrou ser o principal fator que distingue as propriedades mecânicas de diferentes composições. As maiores resistências mecânicas foram obtidas para aquelas misturas que associam tensão macroscópica juntamente com o efeito de reforço provocado pelas partículas de quartzo e proteção microestrutural,, contra essa deterioração, através da interconexão dos cristais de mulita. As diferenças observadas nas tensões sobre as partículas de quartzo estão relacionadas com variações na natureza da interface (sílica amorfa ou mulita/vidro de caulinita ou vidro de albita), e não podem ser associadas indistintamente com o aumento da energia de fratura sem levar em consideração os efeitos deletérios que as fases de baixo coeficiente de expansão térmica causam à matriz vítrea. A metodologia proposta para a determinação da tensão residual microscópica sobre as partículas de quartzo, juntamente com a análise dilatométrica, comprovaram que o quartzo nas composições de porcelanato está parcialmente desconectado e que este fenômeno é controlado pelo comportamento anisotrópico da célula unitária. Desse modo, o quartzo apresenta dois diâmetros críticos a partir dos quais as partículas se desprendem parcial ou totalmente da matriz. The porcelain tile is composed by clay minerals, quartz and feldspars. It is the best ceramic tile considering the technical properties. Basically it is constituted by 50-60% glassy phase, 10-25% quartz, <10% mullite, 0-10% non-fused feldspar and 3-7% of close porosity. Manufacturing is normally done by dry pressing from fine wet grid raw materials which are spray-dried. Sintering is carried out by fast firing, i.e., 40-60 min, and maximum temperature between 1180 and 1220ºC. Cooling stage is done as fast as possible, with a lack of specific control. Only a little decrease is done on the cooling rate during the quartz allotropic transition. The mechanism of developing mechanical properties of porcelain tile is normally associated with that of technical porcelain, but it is not so evident what the most relevant mechanism is. In the present work, the mechanical properties of porcelain tile was evaluated based on the developing of macroscopic and microscopic residual stress. Different levels of macroscopic residual stress were produced by changing the cooling rate and the initial composition (kaolinite, quartz, albite). The effect of microscopic residual stress was evaluated by changing the initial composition and the particle size of quartz. The macroscopic residual stress was measured by deformation-relaxation method with incremental cuts and the microscopic residual stress by x-ray diffraction. The mechanical strength and fracture toughness, SENB method, was measured by three points bending using a universal test machine. The results show that porcelain tile develops tempering when submitted to fast cooling rate. This process is controlled by the same factors of those in float glass, them it can be considered a kind of reinforcing mechanism. As the tempering occurs, a microstructural deterioration also occurs, which was quantified by a proposed model based on an increasing of the Griffith flaw size. This deterioration is the most important mechanism that differs the mechanical properties all the studied composition. The high strength was obtained for those compositions with macroscopic residual stress, matrix reinforced by quartz particles, but with no deterioration during fast cooling. The deterioration was least for those microstructures where interconnected mullite crystal was observed. The observed changing in microscopic residual stress on the quartz particles was related with changes in the interface nature (amorphous silica, mullite/ kaolinite glass or albite glass) and can not be directly associated with matrix reinforced by increasing the fracture energies without considering the deleterious effect of those low thermal expansion phases. The proposed methodology for determination of microscopic residual stress under quartz particle together with dilatometric experiments, could confirm that the quartz particles in porcelain tile are partially disconnected. This phenomenon is controlled by anisotropic behavior of the quartz unit cell. In this way, the quartz presents two critical diameters and the particles can be completely or partially disconnected.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental. / Made available in DSpace on 2012-10-23T18:29:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 257316.pdf: 27307917 bytes, checksum: 9d536f235d4ceaee8886d35691426818 (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Ambiental / Made available in DSpace on 2012-10-23T21:08:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 251731.pdf: 981472 bytes, checksum: 24c452908911127882f50da313ef49fb (MD5) / O trabalho teve como objetivo avaliar a utilização de filtros no polimento de efluentes de lagoas de estabilização para o tratamento de dejetos de suínos visando o reúso do efluente do filtro de pedras na irrigação. O filtro de areia (FA) em escala reduzida recebe parte do efluente de uma lagoa facultativa aerada e consiste na passagem dos líquidos afluentes em escoamento horizontal através de leito filtrante em areia grosseira. As dimensões do filtro são: 3 m de largura por 6 m de comprimento e 0,50 m de profundidade com 0,10 m de altura de folga. O volume útil é de 7,2 m3 e o meio filtrante é constituído de seixo rolado, em seu primeiro meio metro inicial e último meio metro final, e areia grosseira. A vazão média do FA foi de 1,8 m3/d. e a taxa hidráulica aplicada de 0,25 m3/m3.d. O filtro de pedras (FP) em escala real recebe o efluente de uma lagoa de maturação, consiste na passagem dos líquidos afluentes em escoamento horizontal através de leito filtrante de pedregulhos. Suas dimensões são: 7 m de largura por 20 m de comprimento e 0,60 m de profundidade com 0,20 m de altura de folga. O volume útil é de 56 m3 e o meio filtrante é constituído de seixo rolado (material facilmente encontrado na região de formato elíptico) de granulometria variada (30-300 mm). A vazão média do FP foi de 7,6 m3/d. e a taxa hidráulica aplicada de 0,14 m3/m3.d. A partir do monitoramento, verificou-se eficiências medianas de remoção de 13% de DBO5t no FP; 4% de DQOt no FP, sendo que o FA não obteve remoções de DBO5t e DQOt; 3% de N-NH3 no FA e 18% no FP; 6% de NTK no FA e no FP; 63% de SST no FA e 17% no FP; 25% de Clorofila a no FA e 36% no FP; 26% de Turbidez no FA e 24% no FP; 19% de Fósforo Total no FA e 22% no FP; 27% de E. Coli no FA e 18% no FP. O efluente da saída do FP obteve classificação C4-S2 e concentração de Sólidos Totais variando de 550-3800 mg/L, sendo não recomendada, a prática de reúso na irrigação.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2008. / Made available in DSpace on 2012-10-23T22:55:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 266096.pdf: 2035711 bytes, checksum: a9c4e0269f69c91a034efbfff69e905d (MD5) / Na última década, o sistema de tratamento de esgotos domésticos por lodos ativados perdeu espaço entre outros processos devido à necessidade de utilização de grandes quantidades de energia. Entretanto, os altos índices de eficiência de remoção de nutrientes o levam a ser o tratamento mais indicado para atender as mais severas exigências da legislação ambiental. Com o objetivo de otimização deste processo, procurando implementar a nitrificação-desnitrificação simultânea (NDS), foram realizados estudos sobre a operação de um reator em bateladas seqüenciais em escala real. Para isto foram executada duas etapas, em condições diferentes de concentração de OD, sendo monitorados seus parâmetros básicos de operação, a fim de verificar a eficiência de remoção de carga orgânica e de nutrientes, e também a velocidade de consumo de oxigênio por meio de respirometria. Na Etapa I, onde foi mantida a concentração de OD abaixo de 0,6 mg/L, a relação A/M, em média, manteve-se em 0,04 kg/kg.d e a carga aplicada média foi de 0,10 kgDQO/m³.d. Nesta etapa, obteve-se as melhores condições operacionais com pH acima de 7,0 e boa sedimentabilidade do lodo. A eficiência de desnitrificação foi satisfatória variando entre 37% e 79%. A remoção de carga orgânica manteve-se entre 86% e 94% e de amônia-N entre 80% e 92% (exceto para um ponto discrepante de 22%). Na Etapa II, onde foi mantida a concentração de OD acima de 0,6 mg/L, a relação A/M em média manteve-se em 0,07 kg/kg.d e a carga aplicada média foi de 0,20 kgDQO/m³.d. Nesta etapa, obteve-se oxidação de amônia-N com eficiências entre 95% e 100%, porém com quantidades de nitrato-N no efluente do RBS variando entre 17 e 41 mg/L. A eficiência de desnitrificação caiu em relação à Etapa I, ficando abaixo de 27%. Houveram problemas como consumo elevado de alcalinidade, levando a baixos valores de pH, prejudicando a decantabilidade do lodo. Da Etapa I para a Etapa II, a velocidade de consumo de oxigênio reduziu-se em torno de 50%, o consumo de alcalinizante dobrou e o consumo de energia aumentou, em média, 6.000 kWh por mês de operação. O controle operacional, com objetivo de atingir a simultaneidade das reações de nitrificação e desnitrificação, se mostrou uma alternativa eficiente na redução dos custos operacionais do reator RBS operado em escala real para tratamento de esgotos domésticos. / In the last decade, the system of wastewater treatment by actived sludge enabled lost space between other processes because of the need of using large quantities of energy. Meanwhile, the high rate of efficiency of removal of nutrients has led it to be the most appropriate treatment to meet the more stringent requirements of environmental legislation. In order to optimize this process, trying to implement simultaneous nitrification-denitrification (SND), studies were performed on the operation of a reactor in scale sequencing batch mode. To this were implemented two steps, in terms of concentration of different OD, and monitored their basic parameters of operation in order to check the efficiency of removal of organic load and nutrients, and also the rate of oxygen consumption through respirometry. In Stage I, where was kept the DO concentration below 0.6 mg/L, the F/M average has remained at 0.04 kg/kg.d and the applied load average was 0.10 kgDQO / m³.d. At this stage, was obtained from the best operating conditions with a pH above 7.0 and good sediments of sludge. The efficiency of denitrification was satisfactory ranging between 37% and 79%. The removal of organic load has remained between 86% and 94% and ammonium-N between 80% and 92% (except for one point discrepant 22%). In Stage II, where he was kept the DO concentration over 0.6 mg / L, the F/M average has remained at 0.07 kg / kg.d and the applied load average was 0.20 kgDQO/m³.d. At this stage, was achieved oxidation of ammonia-N with efficiencies between 95% and 100%, but with quantities of nitrate-N in the effluent of RBS ranging between 17 and 41 mg / L. The efficiency of denitrification reduced on the Stage I, being between 0% and 27%. There have been problems such as high consumption of alkalinity, leading to low levels of pH, damaging the sludge settling. From Stage I to Stage II, the oxygen uptake rate reduced around 50%, the consumption of lime doubled and energy consumption has increased by an average of 6,000 kWh per month of operation. The operational control in order to achieve the simultaneity of reactions of nitrification and denitrification, was an efficient alternative in reducing the operational costs of SBR for treatment of domestic sewage.