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.

Os impactos causados por precipitações em áreas urbanas indicam a necessidade da abordagem de medidas para gerenciamento da drenagem urbana, de modo a evitar prejuízos originados dos escoamentos superficiais, como as inundações. A drenagem urbana brasileira é considerada defasada, visto que o conceito da canalização prevalece sobre a reservação e a infiltração, priorizando o rápido escoamento ao invés do descarte controlado dos volumes reservados. A cidade de Curitiba-PR conta com o Decreto Municipal Número 176/2007, responsável pelos critérios para implantação dos mecanismos de contenção de cheias. Porém, as diretrizes de projeto estabelecidas não garantem eficiência mínima para os reservatórios de contenção, visto que a mesma pode variar em função da sua área de base, lâmina de água e diâmetro do orifício regulador de vazão. Nesta pesquisa é proposto um método de dimensionamento, estabelecendo critérios que relacionam as áreas impermeabilizadas dos lotes aos parâmetros de dimensionamento dos reservatórios, garantindo a função desta medida de controle. Considerando que os reservatórios devem proporcionar à dada área impermeabilizada retornar à sua condição de pré-urbanização em termos de vazões de contribuição, estima-se o valor necessário para a redução de vazão de pico em 70,24%, obtido da relação entre os coeficientes de escoamento superficial em ambas as condições de impermeabilização. A partir de simulações de propagação de vazão com o Método de Pulz em áreas impermeabilizadas genéricas em intervalos constantes adotados para o estudo, são obtidos gráficos das características geométricas dos reservatórios em função da vazão de contribuição que cada área genérica recebe. A partir da análise comportamental dos mesmos são propostas equações de dimensionamento para os parâmetros de volume, área de base, altura da lâmina de água e diâmetro do orifício regulador de vazão, relacionando-os às áreas impermeabilizadas presentes, de modo que seja garantida a eficiência mínima necessária. Ao comparar os resultados obtidos com o previsto na legislação municipal, além da possibilidade de melhoria na eficiência dos reservatórios com a utilização de outros parâmetros de dimensionamento, há condição de redução de 24,14% do volume em relação ao cálculo atual. / The impacts caused by rainfall in urban areas indicate the need to approach measures for managing urban drainage, in order to avoid losses arising from runoff, such as floods. Brazilian urban drainage is considered outdated, because the concept of channeling is more used than the reservation and infiltration, prioritizing fast flowing instead of controlled disposal of reserved volumes. The city of CuritibaPR has a Municipal Decree Number 176/2007, responsible for the criteria for implementation of flood containment mechanisms. However, the established design guidelines do not guarantee minimum performance for flood detention tanks, since it may vary depending on their base area, water depth and flow regulator’s orifice diameter. In this research is proposed a sizing method, establishing criteria that relate waterproofed areas of the lots to the tank design parameters, ensuring the function of this control measure. Considering that tanks must provide the given waterproofed area return to its condition before urbanization in contributing flows, determine the value of the required peak flow reduction in 70,24%, obtained from the relation between the coefficients of runoff in both waterproofing conditions. From flow propagation simulations with Pulz Method in generic waterproofed areas at constant intervals adopted for the research, graphs of the geometric characteristics of the reservoirs are obtained as a function of the contribution flow that each generic area receives. From the behavioral analysis, sizing equations are proposed for the parameters of volume, base area, water depth and flow regulator’s orifice diameter, relating them to the present waterproofed areas and ensuring the required efficiency. When comparing the results obtained with the provisions of municipal legislation, in addition to the possibility of improving the efficiency of the reservoirs using other sizing parameters, it points to the possibility of reducing the calculated volume of 24,14% in relation to the current calculation.

Os curtumes são indústrias que causam importante impacto ambiental, pois utilizam grande volume de água na produção do couro e o volume total de efluentes gerados normalmente é similar ao total de água captada. Além disso, há a utilização de vários compostos químicos no beneficiamento do couro, gerando, consequentemente, efluentes que possuem alta carga poluidora, com elevada DQO, matéria orgânica, sólidos em suspensão, sais dissolvidos e metais. Portanto, é indispensável o tratamento eficiente deste tipo de efluente, visando minimizar seus impactos ambientais e atender à legislação vigente. A clarificação química coagulação/floculação/decantação) é uma das etapas mais utilizadas no tratamento de efluente de curtume, ainda é utilizado coagulantes à base de sais de alumínio e ferro, porém estes são, comprovadamente, tóxicos ao ambiente. Com intuito de substituir os coagulantes inorgânicos, muitas pesquisas com polímeros naturais vêm sendo desenvolvidas. O PGα21Ca foi desenvolvido com esse propósito, sendo composto principalmente por sulfato de cálcio e ácido--poliglutâmico, possui alta biodegradabilidade e baixa toxicidade. O presente trabalho teve como objetivo o estudo do tratamento de efluente de curtume, por meio do processo de clarificação química com o coagulante PGα21Ca e degradação fotocatalítica utilizando o catalisador TiO2. As condições ideais de tratamento foram determinadas aplicando a metodologia de planejamento fatorial e pelo delineamento composto central rotacional (DCCR). Em condições otimizadas, a clarificação química apresentou remoção de 75% da cor real, 61% da DQO, 77% da turbidez, 94 % do cromo total, 95% de cromo trivalente e 92% do cromo hexavalente. Constatando assim, que o PGα21Ca foi eficiente, principalmente na remoção de cromo. O processo de tratamento completo com clarificação química e fotocatálise heterogênea resultou em remoção de 87% da cor real, 92% da DQO, 91% da turbidez, 97 % do cromo total, 98% de cromo trivalente e 94% do cromo hexavalente. O processo de fotocatálise heterogênea contribuiu principalmente com as remoções de turbidez. Por meio desta pesquisa, comprovou-se a viabilidade da utilização do coagulante PGα21Ca para tratamento de efluente de curtume, considerando-o uma boa opção de coagulante devido ao alto rendimento e capacidade para remoção de compostos orgânicos e inorgânicos. / Tanneries are industries that cause significant environmental impact, because they use a large volume of water in leather production and the total wastewater volume generated is normally similar to the total water caught. In addition, there is the use of several chemical compounds in leather processing, generating highly polluted wastewater with high COD, organic matter, suspended solids, dissolved salts and metals. Therefore, the efficient treatment of this type of wastewater is indispensable, in order to minimize its environmental impacts and to comply with the current legislation. Chemical clarification (coagulation / flocculation / decantation) is one of the most used steps in the treatment of tannery wastewater, it is still used coagulants based on aluminum and iron salts, but they have been proven to be toxic to the environment. In order to replace the inorganic coagullants, many researches with natural polymers have being developed. PGα21Ca was developed for this purpose. It is mainly composed of calcium sulphate and γ-polyglutamic acid, presenting high biodegradability and low toxicity. The present work had the objective of studying the treatment of tannery wastewater by chemical clarification with coagullant PGα21Ca and photocatalytic degradation using the TiO2. The ideal treatment conditions were determined using experimental design methodology and central rotational compound design (CCD). Under optimized conditions, chemical clarification presented removal of 75% of color, 61% of COD, 77% of turbidity, 94% of total chromium, 95% of trivalent chromium and 92% of hexavalent chromium. Thus, PGα21Ca was mainly efficient for chromium removal. Complete treatment process with chemical clarification and heterogeneous photocatalysis resulted in removal of 87% of color, 92% of COD, 91% of turbidity, 97% of total chromium, 98% of trivalent chromium and 94% of hexavalent chromium. Heterogeneous photocatalysis process contributed mainly to turbidity removal. This research proved the feasibility of usage of PGα21Ca for the treatment of tannery wastewater, considering it a good coagulant option due to the high yield and capacity for removal of organic and inorganic compounds.

O tratamento de esgoto por meio de reatores anaeróbios, entre eles o tipo “Up-flow Anaerobic Slugde Blanket” – UASB é realizado há vários anos em alguns estados do Brasil. Para o dimensionamento e o controle destes reatores é considerada uma série de fatores como temperatura, pH do meio, carga hidráulica e, o objeto deste estudo, relação de nutrientes do afluente. As Estações de Tratamento de Esgoto recebem afluentes com variadas relações de nutrientes e não há na literatura consenso acerca de quais seriam os valores ótimos para funcionamento dos reatores. A fim de buscar maior entendimento sobre o assunto e assessorar o projeto, dimensionamento, e controle dos reatores anaeróbios, foi avaliada a influência da relação dos principais nutrientes (carbono, nitrogênio e fósforo) no desempenho de reatores tipo UASB tratando afluente sintético. Neste trabalho foram utilizados quatro reatores tipo UASB com as mesmas características, além disso, condições como TDH, carga orgânica e temperatura também eram constantes entre os reatores, sendo a única variável entre eles a relação C:N:P do afluente. O afluente sintético produzido tinha DQO esperada de 500 mg/L, valor próximo ao de esgotos domésticos. As análises se dividiram em duas partes, o monitoramento que durou 362 dias e os três perfis com 10 horas cada. No monitoramento foram realizadas análises de DQO, alcalinidade, ácidos voláteis, produção de gás metano, além da medição de temperatura e ph. Nos perfis foram feitas análises de DQO, fosfatos e nitrogênio amoniacal. Para discussão dos resultados foram realizados testes estatísticos a fim de indicar a existência de correlação entre as relações C:N:P dos afluentes e alguns dos resultados encontrados como: remoção de DQO, produção e consumo de alcalinidade e ácidos voláteis e produção de metano. Foi encontrada correlação apenas entre a produção de metano e as relações C:N:P testadas, sendo que para as outras análises esta correlação não foi confirmada. Todos os reatores obtiveram altas taxas quanto à remoção de DQO, estando estas acima de 75%, isto provavelmente se deve a fonte de carbono do afluente sintético ser a glicose; com relação a alcalinidade e ácidos voláteis, os resultados entre os reatores foram próximos e indicaram o bom funcionamentos destes; e quanto a geração de metano, o reator que operou sob a relação prevista de 300:5:1 obteve um rendimento 40% maior que os demais, alcançando a média diária de 162,05 mLCH4/gDQO. / Wastewater treatment using Anaerobic reactors, such as Up-flow Anaerobic Sludge Blanket – known as UASB, has been utilized for several years in some regions of Brazil. For design criteria and process control, it is considered several parameters as temperature, substrate pH, hydraulic load and nutrient ratio. Wastewater treatment plants process effluents with a variety of nutrient ratios and there is no consensus about what would be the optimal ranges for operating those reactors. Aiming to understand and assist the design, dimensioning and control of these reactors, this work evaluated the influence of the ratios of major nutrients (carbon, nitrogen and phosphorus) in the performance of a UASB reactor treating synthetic effluent. This work has used four UASB reactors with same characteristics, besides that, conditions such as HRT, organic load and temperature were the same among reactors, the only condition varying was C:N:P affluent ratios. The synthetic affluent produced had a COD expected of 500 mg/L, value similar to domestic wastewater. The analyses were divided in two parts: monitoring lasting 362 days and three profiles of 10 hours each. During monitoring were realized analyses of COD, alkalinity, volatile fatty acids, methane production, besides temperature and pH. Profiles analysed COD, phosphate and ammoniacal nitrogen. For the results discussion were realized statistical tests in order to find a correlation between affluents C:N:P ratios and results of COD removal, production and consumption of alkalinity and volatile fatty acids, and methane production rates. It was only found correlation between methane production and C:N:P ratios tested; for the other analyses no correlation was confirmed. All reactors obtained high COD removal rates - above 75 percent, this probably happened because synthetic affluent source of carbon was glycose; production of alkalinity and consume of volatile fatty acids among the reactors were similar, indicating an effective functioning. Regarding methane production, the reactor that operated with expected ratio of 300:5:1 obtained a performance 40% higher than the others, reaching a daily average of 162,05 mLCH4/gDQO.

A agricultura ocupa uma grande área do território brasileiro, interagindo com praticamente todos os grandes biomas. O manejo do solo, aliado ao uso de agrotóxicos e de fertilizantes, pode contribuir para o desequilíbrio da fauna edáfica, trazendo impactos que podem influenciar na harmonia do ecossistema do solo. O revolvimento do solo o expõe à radiação solar, que pode influenciar na abundância de espécies e os fertilizantes de base sintética desequilibram os níveis de nutrientes do solo, impactando na dinâmica dos organismos. Os agrotóxicos contaminam e causam mortalidade de diversos organismos. Na tentativa de melhor analisar esses impactos, foram escolhidos quatro diferentes sistemas de uso do solo: Olericultura Orgânica (OO), Olericultura Convencional (OC), Lavoura Convencional (LC) e uma região de fragmento de Floresta Nativa (FN), com repetições verdadeiras, na região metropolitana de Curitiba, no município de Quitandinha-PR, com os objetivos: avaliar o potencial dos enquitreídeos como bioindicadores em áreas de diferentes sistemas de uso do solo (SUS); identificar os fatores que influenciam a abundância e diversidade desses organismos nestes diferentes sistemas; avaliou-se o potencial reprodutivo destes organismos expondo-os em amostras de solos provenientes das áreas dos sistemas de uso do solo (SUS) estudados, em condições laboratoriais; foi também avaliado em ensaios laboratoriais com uso de solo artificial tropical (SAT) o impacto do glifosato na reprodução dos enquitreídeos sob concentrações baseadas nas recomendações do fabricante e das quantidades comumente utilizadas na região. Nossos resultados mostraram que houve diferença significativa na abundância entre FN e LC, e a riqueza de gêneros sofreu redução de seis para dois, respectivamente. Dentre os atributos do solo encontrados nas análises físico-químicas, as áreas de florestas (FN) apresentaram pH mais baixo, matéria orgânica e potássio mais altos que nos outros sistemas estudados, e menor quantidade de fósforo do que as áreas de plantio convencional (LC e OC). Os ensaios ecotoxicológicos em condições laboratoriais mostraram que o número de juvenis de Enchytraeus sp produzidos em solo das áreas estudadas foi maior em solo de FN do que LC, em concordância com os dados de abundância. Os ensaios ecotoxicológicos com glifosato em solo artificial tropical reduziu significativamente a reprodução, mesmo em concentrações no solo equivalentes a doses recomendadas, sugerindo que esse herbicida popular pode ser deletério aos enquitreídeos e, portanto, deve ser usado com cautela. Os resultados sugerem que a abundância e riqueza de enquitreídeos são bons indicadores do uso do solo na região estudada e que a espécie autóctone Enchytraeus sp respondeu satisfatoriamente em ensaios laboratoriais para avaliar a qualidade do solo. / Agriculture occupies a large area of the Brazilian territory, interacting with the major biomes. Soil management, the use of pesticides and fertilizers can contribute to the imbalance of the biota, the soil fauna, impacting the harmony of the whole soil ecosystem. The soil disturbance in plowing and disking exposes the soil fauna to the sun' radiation, which can be harmful to of species in this environment. Synthetic fertilizers can unbalance levels of soil nutrients, directly impacting the dynamics of organisms. The pesticides can be deleterious to the living organisms in the soil. This study aims to evaluate potential of the enchytraeids as soil management indicators in areas of horticulture and grain farming and to identify which factors influence the abundance and diversity of these worms in different land use systems (SUS); It also aims to assess the potential of the enchytraeids to respond to the natural soil quality of the areas of study and the toxicity of recommended doses of the most used pesticide (glyphosate) in laboratory tests; Four land use systems (SUS) in Quitandinha – PR were chosen for the present study: Organic Vegetable Crops (OO), Conventional Vegetable Crops (OC) and Conventional tillage (LC), Native Forest (FN) with true repetitions. The abundance of enchytraeids was statistically higher in FN than LC, while the richness of genera reduced from six to two, respectively. Among the soil attributes, forest areas had lower pH, organic matter, nitrogen and higher potassium than other SUS in the other SUS and lower amount of phosphorus than the areas of conventional tillage. In ecotoxicological tests under laboratory conditions the number of juveniles of Enchytraeus sp produced in soil of the areas studied for 21 days of incubation were higher in soils from FN than LC. in agreement to field abundance data. Ecotoxicological tests with gliphosate in concentrations based on doses used by the agricultures in the area sudied showed that in artficial soil, even concentrations equivalent to recommended doses may reduce reproduction significantly, suggesting this popular herbicide may be harmful to enchytraeids and should be used with caution. The results suggest the abundance and richness of genera are good indicators of soil use systems in the area studied and that the autochthonous enchytraeid Enchytraeus sp responded well to laboratory tests to evaluate soil quality.

A qualidade da água é um fator importante para o bem-estar do ser humano, e equilíbrio dos ecossistemas naturais. Com o aumento populacional e a consequente industrialização, se intensificou a produção de esgoto doméstico e de efluentes industriais, os quais podem conter metais e acentuar a poluição ambiental. Alguns elementos-traço são considerados essenciais para o desenvolvimento e manutenção dos organismos, porém, se forem ingeridos em concentrações acima das recomendadas, podem ser tóxicos. O objetivo desse estudo foi avaliar o grau de contaminação de duas espécies de peixes (Poecilia reticulata e Hypostomus ancistroides) abundantes do Ribeirão Cafezal (Rolândia - PR) pelos elementos Zn, Cd, Cr e Pb. A coleta dos peixes foi realizada em três pontos ao longo do trecho superior da bacia do Ribeirão Cafezal, utilizando os métodos de pesca elétrica e manual, com esforço amostral de 40 min para cada método. Para a detecção dos elementos traço no material coletado, as amostras foram devidamente preparadas para emprego da técnica de Espectrometria de Emissão Óptica por Plasma Indutivamente Acoplado (ICP-OES). As concentrações apresentadas pelos indivíduos da espécie Poecilia reticulata (pontos 1 e 2) amostrados do ribeirão foram: Zn (107,63; 91,89 mg/kg) , Cd (0,12; 0,42 mg/kg), Cr (2,17; 4,96 mg/kg) e Pb (0,71; 0,44 mg/kg); enquanto que para a espécie Hypostomus ancistroides (pontos 2 e 3) foram: Zn (93,11; 76,97 mg/kg), Cd (2,22; 0,10 mg/kg), Cr (16,05; 2,23 mg/kg) e Pb (2,83; não determinado mg/kg). Todos os valores estão acima dos limites permitidos pela ANVISA (Agência Nacional de Vigilância Sanitária). Não houve diferenças significativas nas concentrações dos metais entre os pontos de amostragem avaliados. Como se trata de um Ribeirão onde as pessoas utilizam a água para recreação e se alimentam dos peixes que colonizam o local, é preciso continuar a atividade de monitoramento, bem como realizar análises sistemáticas com diferentes espécies de peixes, água e sedimento. / Some trace elements are considered essential for the development and maintenance of living organisms. However, if those trace elements are ingested in higher concentrations than recommended can be toxic. The aim of this study was to evaluate the degree of contamination for two abundant species of fish from Ribeirão Cafezal (Poecilia reticulata and Hypostomus ancistroides) with Zn, Cd, Cr and Pb elements. The fish collection was performed at three points along the upper stretch of the basin of Ribeirão Cafezal using electric and manual fishing methods, with sampling effort of 40 minutes for each method. In order to detect the trace elements in the collected material, the samples were properly prepared to the Inductively Coupled Plasma by Atomic Emission Spectroscopy (ICP-OES). The concentrations presented by the species Poecilia reticulata in the two first points of the stream were: Zn (107.63; 91.89 mg / kg), Cd (0.12, 0.42 mg / kg), Cr (2.17; 4.96 mg / kg) and Pb (0.71, 0.44 mg / kg), sampled in 1 and 2 respectively. And individuals of Hypostomus ancistroides species sampled in points 2 and 3 had the following values: Zn (93.11; 76.97 mg / kg), Cd (2.22, 0.10 mg / kg), Cr (16.05; 2.23 mg / kg) and Pb (2.83; nd mg / kg). All values are higher than the limits allowed by ANVISA. There were no significant differences in the metals concentrations among the sampling points assessed. In consideration for Ribeirão Cafezal being a stream where people use water for recreation and feed on the existing fish, we need to continue monitoring it, as well as performing systematic analysis with different species of fish, sediment and water.

CAPES / A indústria têxtil gera grande volume de efluente de elevada carga orgânica e coloração pela presença de corantes residuais. Devido às implicações ambientais causadas se têm buscado formas de remover esses compostos dos efluentes. O processo de adsorção é considerado eficiente na remoção de corantes dos efluentes e materiais de baixo custo tais como resíduos agroindustriais (e.g. bagaço de cana-de-açúcar) e industriais (e.g. resíduo de algodão dos teares ou pó de varredura – PV) normalmente modificados quimicamente se mostram como uma alternativa de tratamento. Foram inseridos grupamentos amino quaternário (DEAE+) e metil carboxílico (CM-) na estrutura celulósica do PV com o objetivo de gerar uma capacidade de troca nesta matriz inicialmente inerte e consolidar a capacidade de sequestro de corantes têxteis. As matrizes iônicas obtidas foram avaliadas em relação: pH do ponto de carga zero (pHpcz), eficiência da retenção de corantes têxteis em diferentes condições experimentais (e.g. concentração inicial, temperatura, tempo de contato) a fim de determinar os parâmetros cinéticos e termodinâmicos do processo de adsorção em batelada, biodegradabilidade das matrizes saturadas com corante, regeneração das matrizes e avaliação em amostras de efluente têxtil real. Foi observada alteração do pHpcz das matrizes CM--PV (6,07) e DEAE+-PV (9,66) em comparação ao material nativo (6,46), comprovando alteração na carga superficial total. As matrizes se mostraram eficientes para a remoção dos corantes têxteis avaliados nas condições experimentais. Os dados cinéticos do processo de adsorção se ajustaram melhor ao modelo de pseudosegunda ordem, sendo que o modelo de difusão intrapartícula sugere um processo multi-etapas. O tempo necessário para o sistema atingir o equilíbrio variou conforme a concentração inicial da solução de corante, sendo mais rápido em soluções mais diluídas. O modelo de isoterma de Langmuir se ajustou melhor aos dados experimentais. A capacidade máxima de adsorção variou de forma distinta para cada corante, estando relacionada à interação adsorvente/adsorvato e a estrutura química do corante. Poucos corantes obtiveram uma variação linear da constante de equilibro (ka) em função do inverso da temperatura e puderam ter seu comportamento termodinâmico avaliado. Destes, os corantes BR18:1 e AzL apresentaram características de um processo de adsorção endotérmico (ΔH° positivo), já o VmL de processo exotérmico (ΔH° negativo). Os valores de ΔG° sugerem que a adsorção ocorre de forma espontânea, exceto para o corante BY28, e os valores de ΔH° indicam que a adsorção se dá pelo processo de quimiossorção. Houve redução de 31 a 51% da biodegradabilidade das matrizes carregadas com os corantes. O ensaio de regeneração indicou que as matrizes podem ser reutilizadas pelo menos até cinco vezes sem perda de desempenho. A matriz DEAE+-PV mostrou-se eficiente para a remoção de coloração presente em efluente têxtil, atingindo uma redução da área espectral UV-Visível de até 93 % (proporção de 15 g da matriz por litro de efluente). A gama de matéria colorida removida por parte das matrizes variou de 40,27 a 98,65 mg g-1 de matriz ionizada, dependendo da estrutura. / The textile industry generates a large volume of high organic effluent loading whoseintense color arises from residual dyes. Due to the environmental implications caused by this category of contaminant there is a permanent search for methods to remove these compounds from industrial waste waters. The adsorption alternative is one of the most efficient ways for such a purpose of sequestering/remediation and the use of inexpensive materials such as agricultural residues (e.g., sugarcane bagasse) and cotton dust waste (CDW) from weaving in their natural or chemically modified forms. The inclusion of quaternary amino groups (DEAE+) and methylcarboxylic (CM-) in the CDW cellulosic structure generates an ion exchange capacity in these formerly inert matrix and, consequently, consolidates its ability for electrovalent adsorption of residual textile dyes. The obtained ionic matrices were evaluated for pHpcz, the retention efficiency for various textile dyes in different experimental conditions, such as initial concentration , temperature, contact time in order to determine the kinetic and thermodynamic parameters of adsorption in batch, turning comprehensive how does occur the process, then understood from the respective isotherms. It was observed a change in the pHpcz for CM--CDW (6.07) and DEAE+-CDW (9.66) as compared to the native CDW (6.46), confirming changes in the total surface charge. The ionized matrices were effective for removing all evaluated pure or residual textile dyes under various tested experimental conditions. The kinetics of the adsorption process data had best fitted to the model a pseudosecond order and an intraparticle diffusion model suggested that the process takes place in more than one step. The time required for the system to reach equilibrium varied according to the initial concentration of dye, being faster in diluted solutions. The isotherm model of Langmuir was the best fit to the experimental data. The maximum adsorption capacity varied differently for each tested dye and it is closely related to the interaction adsorbent/adsorbate and dye chemical structure. Few dyes obtained a linear variation of the balance ka constant due to the inversion of temperature and might have influence form their thermodynamic behavior. Dyes that could be evaluated such as BR 18: 1 and AzL, showed features of an endothermic adsorption process (ΔH° positive) and the dye VmL presented exothermic process characteristics (ΔH° negative). ΔG° values suggested that adsorption occurred spontaneously, except for the BY 28 dye, and the values of ΔH° indicated that adsorption occurred by a chemisorption process. The reduction of 31 to 51% in the biodegradability of the matrix after the dye adsorption means that they must go through a cleaning process before being discarded or recycled, and the regeneration test indicates that matrices can be reused up to five times without loss of performance. The DEAE+-CDW matrix was efficient for the removal of color from a real textile effluent reaching an UV-Visible spectral area decrease of 93% when applied in a proportion of 15 g ion exchanger matrix L-1 of colored wastewater, even in the case of the parallel presence of 50 g L-1 of mordant salts in the waste water. The wide range of colored matter removal by the synthesized matrices varied from 40.27 to 98.65 mg g-1 of ionized matrix, obviously depending in each particular chemical structure of the dye upon adsorption.

A concentração de matéria orgânica em efluentes de microcervejarias varia entre 2000 e 200.000 mg.L-1 de demanda química de oxigênio (DQO). O objetivo deste trabalho foi avaliar o uso de resíduos de olaria (restos de cerâmica) (CE) e de resíduos sólidos da construção civil reciclados (RCCR) como adsorventes alternativos no pré-tratamento de efluente de uma microcervejaria localizada na região de Curitiba. O carvão ativado (CA) foi utilizado como referência para avaliar o potencial de remoção de matéria orgânica dos adsorventes alternativos. A fim de reduzir o número de ensaios e se descobrir quais são os fatores e suas interações que influenciam no processo de adsorção, um planejamento fatorial 24 com dois pontos centrais foi realizado, considerando como fatores independentes a massa de adsorvente (m), tempo de contato entre adsorvato e adsorvente (t), concentração inicial de adsovato (Co) e o pH. Os níveis estudados foram de 5g e 10g para m, 1h e 3h para t, 1100 mg.L-1 e 3500 mg.L-1 para Co e 3 e 7 para pH. A variável resposta analisada foi a quantidade de matéria orgânica adsorvida, em termos de DQO, por unidade de adsorvente. Com base nos resultados obtidos, foi possível concluir que o fator que mais interferiu no processo de adsorção para os três adsorventes analisados foi Co, apresentando um efeito de 21,0375 (em média) sobre a resposta utilizando CA, 16,5563 utilizando CE e 10,956 utilizando RCCR. O segundo fator mais importante foi m, que apresentou efeito de -8,1250 utilizando CA, -7,7188 utilizando CE e 4,919 utilizando RCCR. O terceiro fator mais relevante foi a interação dos fatores Co e m, apresentando efeitos de -9,9125, -7,2187 e -3,644 em média utilizando CA, CE e RCCR, respectivamente. A adsorção foi favorecida em níveis altos (+) de Co, e em níveis baixos (-) de m. Os fatores pH e t não mostraram efeitos de grande magnitude. Os valores de R² encontrados para foram de 100%, 99,99% e 88,49% respectivamente, para CA, CE e RCCR, indicando que os modelos quadráticos representam muito bem a relação dos fatores e a variável resposta. O comportamento da CE como adsorvente no pré-tratamento do efluente de microcervejaria foi bastante similar ao do CA, apresentando até 63% de remoção de DQO nas condições operacionais estudadas, enquanto que os RCCR alcançaram eficiência de até 40%. Pôde-se concluir que ambos os adsorventes alternativos analisados têm potencial de utilização no pré-tratamento do efluente de microcervejaria. / The organic matter present on craft brewery wastewater goes from 2000 mg.L-1 to 200.000 mg.L-1 of chemical oxigen demand (COD). The main goal of this study was to evaluate the use of pottery residues (clay ceramic) (CE) and recycled building construction wastes as alternative adsorbents in the pretreatment of craft beer wastewater based in Curitiba. Activated charcoal (CA) was used as reference for evaluating the potential of alternative adsorbents. In order to reduce the total number of experiments to achieve the best conditions of the batch adsorption and to figure out which factors and their interactions influence on adsorption process, a full 24 factorial design with two central point was carried out, considering as independent factors mass of adsorbent (m), time of contact (t), the initial COD concentration (Co) and pH. The levels analyzed were 5g and 10g to m, 1h and 3h to t, 1100 mg.L-1 and 3500 mg.L-1 to Co and 3 and 7 to pH. The response considered was the amount of organic matter adsorbed in terms of COD per unit of adsorbent. The results indicated that the factor that has more interference on the adsorption process for the three adsorbents was Co, presenting an average effect of 21.0375 on the response applying CA; 16.5563 applying CE and 10.956 applying RCCR. The second most important factor was m, which had an effect of -8.1250 applying CA, -7.7188 applying CE and 4,919 applying RCCR. The third most important factor was the interaction of the factors Co and m, presenting an average effect of -9.9125, -7.2187 and -3.644 on average using CA, CE and RCCR respectively. Adsorption of organic matter was favored at high levels (+) of Co, and low levels (-) of m. The pH and t factors have not shown great porpotion effects. The R² values found were 100%, 99.99% and 88.49% respectively for CA, CE and RCCR, indicating that the aquared models are good representatives of the relation between the factors and the response. The CE behavior as an adsorbent on the craft beer wastewater pretreatment was very similar to the CA, showing up to 63% of COD removal on the studied operacional conditions, while the RCCR reached 40%. The conclusion is that both alternative adsorbents analyzed are able to be used on the craft beer wastewater pretreatment process.

As indústrias de laticínios utilizam volume substancial de água para a realização dos processos produtivos, especialmente para a manutenção de condições de higiene e limpeza. Com isso, ocorre a geração de volume considerável de efluentes que demandam tratamento para atendimento dos padrões de lançamento antes de serem descartados. Com a escassez de recursos hídricos e a cobrança pelo uso da água, a minimização do consumo de água nas indústrias é de suma importância para manter sua competitividade no mercado. Nesse sentido, tem aumentado o interesse pelo reúso de efluentes, com o objetivo de diminuir o consumo de água de boa qualidade em processos que não exigem qualidade tão alta desse recurso. Os processos de separação por membranas têm destaque na geração de águas de reúso de boa qualidade e que podem atender a demanda de vários processos industriais. Desse modo, a presente pesquisa teve como objetivo avaliar os processos de separação por membranas como pós-tratamento de efluentes de uma indústria de laticínio com vistas ao reúso deste efluente. Para isso, foi realizada a caracterização físico-química e microbiológica dos efluentes da indústria de laticínios, a realização dos processos de separação por membranas de microfiltração (MF) e ultrafiltração (UF) e microfiltração seguida de ultrafiltração (MF+UF). Os processos de MF e UF foram realizados variando-se as condições de pressão aplicadas, realizando-se a avaliação da qualidade do efluente obtido após os processos de separação por membranas, considerando o atendimento à exigências técnicas, legais e sanitárias para diferentes usos industriais. Os resultados demonstraram que, os processos de MF e UF têm considerável eficiência no tratamento do efluente da indústria de laticínio, com eficiências que chegaram a 36,57% para nitrogênio total, 98,39% para óleos e graxas, 97,27% para DQO e 97,64% para DBO. A membrana de MF demonstrou eficiência máxima na remoção de DQO, DBO, nitrogênio amoniacal, fósforo, turbidez, óleos e graxas e sólidos totais voláteis de 97,27, 96,79, 73,96, 38,46, 100, 95,89 e 87,79%, respectivamente. A membrana de UF teve eficiência na remoção DQO, DBO, nitrogênio amoniacal, fósforo, turbidez, óleos e graxas, e sólidos totais voláteis de 97,27, 90,29, 70,81, 20,51, 100, 97,26 e 91,01%, respectivamente. Para as membranas de MF e UF foram obtidas eficiências de 100% na remoção de coliformes termotolerantes. Para o ensaio de MF seguida de UF nas melhores condições de operação determinadas, foram obtidos resultados bastante consideráveis para DBO, DQO, turbidez e sólidos totais voláteis, de 97,64, 97,29, 100 e 93,11%, respectivamente. As membranas de MF e UF apresentaram fluxos permeados bastantes semelhantes e, mesmo com o aumento da pressão, os fluxos permeados não apresentaram valores muito diferentes, sendo que as duas membranas de MF e UF tem bastante influência da incrustação em sua superfície, causando o rápido declínio do fluxo permeado. Mesmo com o tamanho do poro menor que o da membrana de MF, a membrana de UF apresentou fluxo permeado mais elevado que a MF. Comparando os resultados dos parâmetros físico-químicos e biológicos dos processos de MF e UF com os padrões de reúso de efluentes, houve atendimento satisfatório dos parâmetros para o reúso em caldeiras, torres de resfriamento, lavagem de pisos, irrigação de áreas verdes, lavagem de veículos, proteção contra incêndio e descarga sanitária. / The dairy industry uses substantial amount of water to achieve the production process, especially for the maintenance of hygiene and cleanliness conditions. With this, is generating considerable volume of wastewater requiring treatment to meet the discharge standards before discarded. With the shortage of water resources and charging for water use, minimizing water consumption in industries is of paramount importance to maintain its market competitiveness. In this sense, there has been increasing interest in the reuse of wastewater, in order to decrease the good water consumption by processes that do not require such high quality that feature. Membrane separation processes are highlighted in generating good quality reuse water that can meet the demand of various industrial processes. Thus, the present study aimed to evaluate the membrane separation processes such as post-treatment of dairy industry effluent with a view to reuse of this effluent. For this, the physical-chemical and microbiological characterization of the studied dairy wastewater was held, achieving the separation processes microfiltration membranes (MF) and ultrafiltration (UF), and microfiltration followed by ultrafiltration (MF + UF). The MF and UF processes were performed varying the pressure conditions applied, performing the evaluation of the quality of the effluent obtained after the separation of membrane processes, considering the compliance with technical, legal and sanitary requirements for different industrial uses. The results show that the MF and UF processes have considerable effectiveness in the treatment of the effluent from the dairy industry, with efficiencies reached 36.57% for total nitrogen, 98.39% for oils and greases, 97.27% for COD and 97.64% for BOD. The membrane MF demonstrated maximum efficiency in the removal of COD, BOD, ammonia nitrogen, phosphorus, turbidity, total volatile solids, oils and greases of 97.27, 96.79, 73.96, 38.46, 100, 95.89 and 87.79%, respectively. The UF membrane had removal efficiency of COD, BOD, ammonia nitrogen, phosphorus, turbidity, total volatile oils and greases and solids of 97.27, 90.29, 70.81, 20.51, 100, 97.26 and 91.01%, respectively. For membrane MF and UF 100% efficiencies were obtained in the removal of thermotolerant coliforms. For MF tests followed by UF with the best certain operating conditions, were obtained quite considerable results for BOD, COD, turbidity, and total volatile solids, 97.64, 97.29, 93.11 and 100%, respectively. MF and UF membranes showed quite similar permeate fluxes and even with increasing pressure, permeate flows had not very different values, while the two membranes MF and UF has enough influence of fouling on its surface, causing rapid decline in the permeate flux. Even with a pore size smaller than the MF membrane, UF membrane showed higher permeate flux than MF. Comparing the results of physico-chemical parameters and biological of MF and UF processes with the patterns of reuse of wastewater,there was satisfactory compliance with the parameters for reuse in boilers, cooling towers, floor washing, irrigation of green areas, washing vehicles, fire protection and sanitary discharge.

CAPES / O processo kraft é o mais empregado em todo o mundo para produção de papel e celulose. Esse processo gera efluente com altas concentrações de matéria orgânica e compostos recalcitrantes, que podem causar impacto significativo no ambiente aquático. No Brasil, o tratamento mais difundido para este efluente são as Lagoas Aeradas Facultativas (LAFs). Este tipo de tratamento é eficiente na remoção da matéria orgânica biodegradável, entretanto alguns contaminantes persistem devido à sua recalcitrância. O objetivo deste trabalho foi avaliar o tratamento de efluente kraft por processo biológico na presença de Lacase comercial (NOVOZYM 51003®) e enzimas ligninolíticas produzidas em laboratório por extrato de Fungos da Podridão Branca (FPB). Foi empregado delineamento experimental com sistema aerado em batelada, para determinar os efeitos do pH, temperatura e concentração da Lacase comercial, além de testes rápidos de batelada para verificar o efeito da inoculação associada a Lacase comercial, o efeito do sistema Lacase/mediador, o efeito da Lacase comercial inativa no tratamento do efluente, entre outros. Também foi estudado o desempenho da Lacase comercial e do Extrato Enzimático de Trametes sp. (EET) em fluxo contínuo, com LAFs em escala de bancada, sob condições de temperatura ambiente, operadas por 60 dias em Carga Orgânica Volumétrica (COV) de 0,2 kg DQO m-3 d-1. Numa segunda fase do experimento com as LAFs foram realizadas variações na COV e na biodegradabilidade do efluente kraft. O experimento fatorial mostrou que o uso da Lacase comercial influencia positivamente a remoção de lignina, cor e área espectral, sendo mais eficiente em pH 4 e temperatura de 37°C e 3,9 U mL-1 de atividade de Lacase. Os testes em batelada mostraram que a inoculação não interfere na atividade enzimática e que a enzima comercial é biodegradável. O experimento com as LAFs em sistemas contínuos em COV de 0,2 kg DQO m-3 d-1, mostrou que a LAF com Lacase comercial, removeu 86 %, 52 %, 20 % e 30 % de DBO5,20, DQO, Cor e Compostos Lignínicos (CL), respectivamente. A LAF com EET removeu 90 %, 50 %, 2 % e 20 % de DBO5,20, DQO, Cor e CL, respectivamente. No entanto, os resultados anteriores não foram estatisticamente diferentes daqueles obtidos nos sistemas sem enzimas (controles). Na LAF com Lacase comercial não se verificou remoção de Compostos Fenólicos Totais (CFT), enquanto na LAF com EET houve remoção de apenas 1 %, o qual foi importante, pois nos controles e LAF com enzima comercial ocorreu geração de CFT. O aumento da COV para 0,6 ou 1,2 kg⋅DQO⋅m-3⋅d-1 não diminuiu a eficiência das LAFs, chegando a aumentar a redução dos parâmetros de DQO e CFT. Já a redução da biodegradabilidade do efluente kraft impactou mais os sistemas do que as sobrecargas de matéria orgânica biodegradável. Por conta das características do efluente e condições utilizadas, a atividade da Lacase comercial reduziu em 58 % após 24 horas de contato dentro da LAF. Já o EET na LAF, apesar de diluído, manteve a Lacase ativa e permitiu catalisar a oxidação dos CFTs no efluente kraft, possivelmente pela presença de compostos que interagem mediando estas reações. A enzima Lacase associada a LAF se manteve ativa no tempo de operação, não sofreu influência do inóculo, porém não foi capaz de melhorar o desempenho observado no sistema controle nas condições de operação, especialmente na forma pura, como Lacase comercial, já o EET se mostrou promissor pelo seu desempenho sobre os CFT. / The kraft process is the most used in the world for the production of pulp and paper. This process was done with high concentrations of organic matter and recalcitrant compounds, which can have a significant impact on the aquatic environment. In Brazil, the most widespread treatment for this effluent is as Facultative Aerated Lagoons (FALs). This type of treatment is efficient in the removal of biodegradable organic matter, however some contaminants persist because of its recalcitrance, attributing toxicity to the effluent even after treatment. The objective of this work was to evaluate the treatment of kraft effluent by biological process in the presence of commercial Laccase (NOVOZYM 51003®) and ligninolytic enzymes produced in the laboratory by extract of White Rot Fungi (WRF). An experimental study was carried out with the aerobic batch system to determine the effects of pH, temperature and commercial Laccase concentration, as well as the rapid batch tests to verify the effect of inoculation associated with commercial Laccase, the effect of Laccase/Mediator and the effect of Inactive commercial Laccase in the effluent treatment. We also study the performance of the commercial Laccase and the Enzymatic Extract of Trametes sp. (EET) in continuous flow, in lab scale FALs, under room temperature conditions, for 60 days in a constant Organic Load Rate (OLR). In a second phase of the experiment with FALs, a sudden increase in OLR was performed to verify the efficiency of shock systems. The factorial experiment showed that the use of commercial Laccase positively influences a lignin removal, color and spectral area, being more efficient at pH 4 and temperature of 37 ° C and 3.9 U mL-1 laccase. Batch tests show that an inoculation does not interfere with enzymatic activity and that a commercial enzyme is readily biodegraded within the system. The experiment with FALs at constant OLR of 0.2 kg COD m-3 d-1, showed that FAL with commercial Laccase removed 86%, 52%, 20% and 30% of BOD5,20, COD, Color and Lignin Compounds (LC), respectively with FAL with EET removed 90%, 50%, 2% and 20% of BOD5,20, COD, Color and CL, respectively. But the values of both FALs were not statistically different compared to their control. Also in the OLR of 0.2 kg COD m-3 d-1, the FAL with EET showed a 1% removal, which represents a reduction of the Total Phenolic Compound (TPC). The increase of OLR to 0.6 or 1.2 kg COD m-3d-1 does not negatively impact the efficiency of the FAL, leading to a weight increase in the removal of COD and TPC. A reduction of the BOD5,20/COD ratio caused a expressively more important shock them biodegradable organic matter overloads. Due to the effluent characteristics and conditions of use, the commercial Laccase had its activity reduced within the LAF system in 58% after 24 hours of contact. However, the FAL with EET it showed that, although diluted, the crude laccase present in the EET remained active and allowed to catalyze the removal of TPC present in the kraft pulp mill effluent, Due to the presence of other compounds Interacting with each other, mediating these reactions. This it seems expressively important, since the FAL used as control, absence of Laccase, promoted an increase of about 23% in the TPC content of the treated effluent.