Submitted by FERNANDA DA SILVA VON PORSTER (fdsvporster@univates.br) on 2017-07-06T18:33:44Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) 2016MariadeLourdesMartinsMagalhaes.pdf: 3566009 bytes, checksum: b681f91954c6e86601c759aa8431230a (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Lisboa Monteiro (monteiro@univates.br) on 2017-07-13T13:18:56Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) 2016MariadeLourdesMartinsMagalhaes.pdf: 3566009 bytes, checksum: b681f91954c6e86601c759aa8431230a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-13T13:18:56Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) 2016MariadeLourdesMartinsMagalhaes.pdf: 3566009 bytes, checksum: b681f91954c6e86601c759aa8431230a (MD5) Previous issue date: 2017-07 / CAPES / O Brasil destaca-se em termos mundiais pela variedade de gemas em seu solo. O estado do Rio Grande do Sul (RS) apresenta um dos maiores centros de produção gemológica do país. Gemas como a ágata podem ser naturais ou produzidas, na maioria das vezes, por processos de tingimento com corantes. Essas operações vêm avançando nos últimos anos, gerando consideráveis volumes de efluentes líquidos contendo íons de vários metais e alta carga orgânica, manifestando por isso, uma preocupação ambiental, já que esses corantes são potenciais contaminantes. Dessa forma, surge a necessidade do tratamento desses efluentes com o propósito de minimizar a concentração dos poluentes em questão. Os processos convencionais de tratamento dos efluentes, além de utilizarem grandes quantidades de produtos químicos, podem originar um grande volume de resíduos tóxicos. A eletrodiálise (ED) é uma técnica de separação por membranas, na qual espécies iônicas em solução são transportadas através de membranas seletivas por ação de um campo elétrico. A técnica possibilita o emprego no tratamento de efluentes pela remoção de eletrólitos, demonstra uma economia de energia além de vislumbrar a possibilidade de recuperação dos metais e reúso da água. Neste sentido, o objetivo do presente projeto foi realizar uma avaliação da técnica de ED no tratamento de efluentes do sistema de tingimento de ágatas do RS como uma tecnologia limpa. Dessa forma, foram desenvolvidas etapas com início na determinação da corrente limite e estudo do transporte de íons do processo a partir de curvas corrente-potencial e ensaios cronopotenciométricos.Os experimentos foram realizados em uma célula com 3 compartimentos separados por membranas íon seletivas e com o auxílio de quatro eletrodos, onde dois eram de Ag / AgCl em um capilar de Luggin. Após, foi realizada a análise da eficiência de extração dos íons em função do tempo de tratamento em células estáticas em sistemas com três e cinco compartimentos e posteriormente em fluxo em células com cinco compartimentos. Todos os experimentos desse estudo utilizaram um ânodo 70TiO2/30RuO2 DSA® e um cátodo de titânio. A seguir, avaliou-se a toxicidade do efluente estudado antes e após a aplicação da técnica de ED em função de dois níveis tróficos, Artemia salina e Lactuca sativa. Por fim, investigou-se a possibilidade de recuperação dos metais e reúso do efluente após o processo de tratamento a partir do método de análise de colorações de gemas em função de imagens digitalizadas. Os resultados alcançados apontaram a corrente limite do processo e a eficiência da técnica na remoção dos íons presentes no efluente. Os ensaios de toxicidade apontaram uma redução na porcentagem de letalidade dos organismos-teste após a plicação da técnica de ED. Os íons recuperados foram inseridos em um novo processo de tingimento e demonstraram a possibilidade do reúso da água e reutilização dos insumos, fator cada vez mais importante na minimização do consumo e dos custos de produção, favorecendo um cenário ambientalmente correto e sustentável. / Brazil stands out globally for the variety of gems on its soil. Rio Grande do Sul (RS) has one of the largest gemological production centers in the country. Gems like agate can be natural or produced, in most cases, for processes of dyeing. These operations have been advancing in recent years, generating large quantities of potentially harmful wastewater to the environment, containing ions of several metals and high organic load, showing therefore an environmental concern, as these dyes are potential contaminants. Thus, the treatment of these effluents is necessary in order to minimize the concentration of these contaminant Conventional methods of effluent treatment use large amounts of chemical products and can cause potentially harmful wastewater to the environment. The electrodialysis (ED) is a membrane separation technique, in which ionic species in solution are transported through selective membranes by the action of an electric field. The technique allows the use in the treatment of wastewater by removing electrolytes, demonstrates economy of energy and shows the possibility of recovery of metals and reuse of water. The aim of the present study was to investigate the electrodialysis technique efficiency in the removal of contaminant ions present in wastewater generated by the agate dyeing industry from RS as a clean technology. Thus, steps were first developed starting in determining the current limit and study the process of íon transport from current-potential curves and cronopotentiometric trials. The experiments were performed statically in acrylic cell with thre compartments separated by ion selective membranes and fitted with four electrodes, which two were Ag / AgCl electrodes immersed in a Luggin capillary. Then, an analysis of the íons extraction efficiency was performed as a function of treatment time in static cells in systems with three and five compartment and then flow mode cell with five compartments separated by íon selective membranes. All experiments in this study used a 70TiO2/30RuO2 DSA® anode and a titanium plate as cathode. After application of the electrodialysis treatment, the toxicity of the effluent was evaluated and the results were comparing before and after the application of the ED technique per two different trophic levels, Artemia salina and Lactuca sativa. Finally, it was investigated the possibility of recovery of metals and reuse of wastewater after the treatment process from the analysis method of gems colors in a function of scanned images The results indicated the process current limit and technique efficiency in the removal of contaminant ions present in wastewater. The toxicity tests showed a tendency to decrease the percentage of mortality of organisms after application of the electrodialysis technique. Ions recovered were inserted in a new dyeing process and demonstrated the possibility of reuse water and the inputs, important factor in minimizing consumption and production costs, favoring an environmentally right and sustentable scenario.

As microalgas são uma alternativa ecológica e economicamente viável para o tratamento de efluentes industriais, já que são capazes de assimilar compostos como nitrogênio, fósforo e carbono. Em consequência ao potencial para o tratamento de efluentes há a geração de biomassa que pode ser utilizada para a fabricação de produtos com valor agregado, como os biocombustíveis. Assim, neste trabalho, avaliou-se a viabilidade de crescimento e produção de biomassa microalgal em águas residuais de curtume, sem tratamento prévio e sem adição de nutrientes. Objetiva-se, com tais experimentos, verificar a capacidade de remoção de contaminantes deste efluente, bem como composição microalgal em proteínas, lipídios e carboidratos para subsequente utilização. Inicialmente, verificou-se a influência da intensidade luminosa e da concentração do efluente de curtume na produção da biomassa da Scenedesmus sp., e na remoção de poluentes tais como nitrogênio amoniacal, fósforo e demanda química de oxigênio pela microalga. A microalga foi cultivada em efluente bruto de curtume sem tratamento prévio, coletado diretamente da etapa de ribeira, sob diferentes concentrações (entre 20% e 100%) e intensidade luminosa (entre 80 e 200 μmol photons.m−2.s−1) com temperatura de 25 °C e aeração constante. Este estudo demonstrou que a concentração de efluente e a intensidade luminosa influenciaram positivamente na quantidade de biomassa produzida, bem como na remoção de nitrogênio amoniacal e fósforo e DQO. Em um segundo passo, cultivaram-se as microalgas Scenedesmus sp. e Chlorella sp. em fotobiorreatores airlift de 3 L, contendo diferentes concentrações de efluente bruto de ribeira de curtume (25%, 50% e 100%), sob intensidade luminosa de 200 μmol photons.m−2.s−1, à temperatura ambiente (25 °C), durante 20 dias. Nos cultivos com a microalga Scenedesmus sp. foi observada máxima concentração de biomassa de 1,75 g.L-1 e elevadas remoções de nitrogênio total - NT (91,68%), nitrogênio amoniacal - NH3-N (94,36%), fósforo - PO4-P (97,33%), carbono inorgânico - CI (93,56%) e demanda química de oxigênio - DQO (66,64%). Elevados teores de lipídios (27,14%) e carboidratos (34,17%) também foram verificados. Os resultados obtidos a partir dos cultivos com a Chlorella sp. apresentaram máxima concentração de 1,64 g.L-1. Além disso, foram observadas remoções de NT (91,59%), NH3-N (93,57%), PO4-P (98,10%), CI (89,46%), DQO (71,20%) e DBO (37,87%). Na composição da biomassa observou-se elevados teores de lipídios (25,46%) e carboidratos (36,36%). Na análise do perfil dos ácidos graxos, os biodieseis etílicos produzidos a partir dos lipídios das microalgas Scenedesmus sp. e Chlorella sp. apresentaram estabilidade oxidativa, devido ao grau de saturação. Assim estes estudos demonstraram que o processo combinado de tratamento de efluentes na conversão de biomassa de microalgas oferece muitos méritos ambientais com a produção de produtos de valor agregado, como o biodiesel. Neste estudo também investigou-se a recuperação da biomassa utilizando agentes coagulantes/floculantes inorgânicos (cloreto férrico e sulfato de alumínio) e taninos vegetais orgânicos (Tanfloc SL, Tanfloc SG e Tanfloc SH). Além disso, também foram analisados os efeitos das condições operacionais sobre o teor de lipídios nas microalgas e na composição de ácidos graxos do biodiesel produzido a partir dos lipídios. Verificou-se elevada eficiência de recuperação de biomassa de aproximadamente 98% para as microalgas Scenedesmus sp. e Chlorella sp. utilizando o tanino vegetal Tanfloc SH e ainda não foi observado alteração no conteúdo de ácidos graxos em FAEE com o uso do tanino floculante. A fim de maximizar a produção de energia obtida através das microalgas e reduzir os custos totais dos processos e do tratamento de resíduos, a biomassa residual gerada a partir da síntese do biodiesel foi utilizada como um adosorvente alternativo do corante Acid Blue 161 (AB-161) utilizado amplamente na indústria coureira. A biomassa foi caracterizada por técnicas analíticas de FTIR, MEV, BET, BJH e potencial zeta. As quantidades máximas de corante AB-161 adsorvido foram de 75,78 mg.g-1 a 25 °C e de 83,2 mg.g-1 a 40 °C. No tratamento de águas residuais de curtumes reais, os resultados mostram que a utilização da biomassa residual (após extração dos lipídios) como adsorvente, reduziu significativamente a concentração de corante (76,65%), carbono orgânico total - COT (50,78%) e nitrogênio total - TN (19,80%). / Microalgae are an ecologically and economically viable alternative for the industrial wastewater treatment, since they are able to assimilate compounds such as nitrogen, phosphorus and carbon. As a consequence of the potential for the treatment of wastewater, there is the generation of biomass that can be used for the production of value-added products, such as biofuels. Thus, in this work, it was evaluated the viability of growth and production of microalgal biomass in tannery wastewater, without previous treatment and without addition of nutrients. The objective of these experiments was to verify the bioremediation capacity to remove contaminants from this effluent, as well as microalgal composition for subsequent use. The influence of light intensity and concentration of tannery effluent on Scenedesmus sp. biomass production, as well as the removal of pollutants such as ammoniacal nitrogen, phosphorus and chemical oxygen demand from the microalga were verified. The microalga was cultivated in raw wastewater from untreated tannery collected directly from the beamhouse stage under different concentrations (between 20% and 100%) and light intensity (between 80 and 200 μmol photons.m−2.s−1) with a temperature of 25°C and constant aeration. In a second step, the microalgae Scenedesmus sp. and Chlorella sp. were grown in 3 L airlift photobiororators, containing different concentrations of raw tannery wastewater (25%, 50% and 100%), under light intensity of 200 μmol photons.m−2.s−1, at temperature (25°C) for 20 days. In the cultures with the Scenedesmus sp. microalgae, a maximum biomass concentration of 1.75 g.L-1 and high removals of total nitrogen (NT) (91.68%), NH3-N (94.36%), phosphorus - PO4-P (97,33%), inorganic carbon - CI (93,56%) and chemical oxygen demand - COD (66,64%). High levels of lipids (27.14%) and carbohydrates (34.17%) were also observed. The results obtained from the cultures with Chlorella sp. presented a maximum concentration of 1.64 g L-1. In addition, NT (91.59%), NH3-N (93.57%), PO4-P (98.10%), CI (89.46%), COD (71.20%), and BOD (37.87%) removals were observed. The composition of the biomass showed high levels of lipids (25.46%) and carbohydrates (36.36%). In the analysis of the fatty acid profile, the ethylic biodiesel produced from the lipids of the microalgae Scenedesmus sp. and Chlorella sp. presented oxidative stability due to the degree of saturation. Thus these studies have shown that the combined process of effluent treatment in the conversion of microalgae biomass offers many environmental merits with the production of value-added products, such as biodiesel. This study also investigated biomass recovery using inorganic coagulants / flocculants (ferric chloride and aluminum sulfate) and organic vegetable tannins (Tanfloc SL, Tanfloc SG and Tanfloc SH). In addition, the effects of operating conditions on lipid content in microalgae and on the fatty acid composition of biodiesel produced from lipids were also analyzed. There was a high biomass recovery efficiency of approximately 98% for the microalgae Scenedesmus sp. and Chlorella sp. using Tanfloc SH and it was not observed any alteration in fatty acid content in FAEE with the use of flocculent tannin. In order to maximize energy production through microalgae and reduce the total costs of waste treatment processes and treatment, the residual biomass generated from the biodiesel synthesis was used as an alternative adder of the Acid Blue 161 dye (AB-161) widely used in the hull industry. Biomass was characterized by analytical techniques of FTIR, MEV, BET, BJH and zeta potential. The maximum amounts of adsorbed AB-161 dye were 75.78 mg.g -1 at 25 °C and 83.2 mg.g -1 at 40 °C. The results showed that the use of residual biomass (after lipid extraction) as adsorbent significantly reduced the concentration of dye (76.65%), total organic carbon (TOC) (50.78%) and total nitrogen - TN (19.80%).

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:37:37Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2404_1.pdf: 2285375 bytes, checksum: 310dc09e7370fbdc657d47eb7814a423 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A radiação ionizante tem sido considerada para o tratamento de efluentes desde a década de 1970. A qualidade dos efluentes descartados nos corpos hídricos, no país, ainda não é devidamente controlada, com o descarte de efluentes brutos e a ineficiência das ETEs, causando efeitos deletérios na fauna, flora e na população. Desta forma o presente trabalho visou avaliar o uso da radiação gama (Cobalto 60) como uma alternativa para tratamento de efluentes de indústrias têxteis. Para tanto foram utilizados três corantes têxteis (Drimaren Red, Drimaren Gold e Indosol Blue) cedidos pela Clariant e um efluente têxtil real coletado na lavanderia Mamute na cidade de Toritama/PE. A caracterização do corante foi realizada por espectrofotometria UV-Visível. Para o efluentes têxteis além da caracterização de espectrofotometria foi também determinada a DQO, DBO, pH, Condutividade, STD e Salinidade. A partir dos resultados obtidos foi possível observar que a radiação aumentou a biodegradabilidade do efluente e conseguiu degradar os corantes com eficiência acima de 95% para certas doses. Para o caso de um efluente têxtil real, que além dos corantes possui ainda goma, resíduos de algodão, sais, etc., verificou-se uma redução significativa na eficiência, necessitando doses mais elevadas de radiação, inviabilizando assim aplicação do processo de radiação. Foi então utilizado o processo Gama-Fenton onde foi adicionado peróxido de hidrogênio e ferro no efluente real a ser irradiado. Com este novo processo foram obtidas remoções satisfatórias dos contaminantes, obtendo remoção acima de 96%. Além dos resultados de redução de cor, observou-se uma redução de pH, condutividade, STD e salinidade do efluente têxtil. Já em relação à DQO e DBO foi observado um aumento em relação ao efluente bruto. A DQO do efluente bruto apresentou um valor de 698,3 mg de O2/L, enquanto ele tratado com Gama-Fenton um valor de 1252,3 mg de O2/L. Já para DBO encontramos o valor inicial de 166 mg de O2/L e tratado por Gama-Fenton de 200 mg de O2/L, fato que pode ter sido causado pelo H2O2 residual que interfere na determinação da DQO e DBO5

Neste estudo foram realizadas diferentes misturas entre polímeros convencionais (poliestireno de alto impacto e poliuretano) e polianilina, com o objetivo de produzir membranas para eletrodiálise. As membranas foram caracterizadas através da quantidade de água absorvida, capacidade de troca iônica, espectroscopia FTIR e Raman, análise termogravimétrica e análise dinâmico mecânica. A estabilidade química em meio ácido, alcalino e fortemente oxidante também foi avaliada para escolher qual o meio mais apropriado para executar as eletrodiálises. Através de microscopia eletrônica de varredura foi observado a morfologia das membranas, onde pode-se ver a incorporação da polianilina na matriz polimérica. Foram feitos ensaios de eletrodiálise usando as membranas produzidas e foram realizados ensaios para a determinação dos números de transporte para o zinco em meio ácido e alcalino através de algumas membranas para avaliar a seletividade das membranas a cátions e ânions. Após ser comprovado a seletividade à cátions, foram determinados o número de transporte e a extração percentual para todas as membranas. Os resultados foram comparados com os resultados obtidos para a membrana comercial Nafion 450, sendo encontrado uma permeabilidade a zinco através das membranas produzidas similar à permeabilidade da membrana comercial Nafion 450.

O soro de leite é produzido indiretamente na produção de laticínios em grandes volumes, e na maioria das indústrias brasileiras é encarado como um efluente, que quando não tratado gera um sério problema ambiental. A identificação de alternativas para um adequado aproveitamento do soro de leite é de fundamental importância em função de sua qualidade, do seu volume e de seu poder poluente. Ao mesmo tempo, o processamento do soro em produtos diversos contribui para a melhoria do meio ambiente e proporciona ganhos às indústrias. O objetivo geral deste trabalho é a melhoria na utilização do soro de leite pelas indústrias de laticínios, desta forma, diminuir a poluição gerada por este setor e agregar valor ao subproduto da produção de queijo. Para alcançar esta meta, foram testados diferentes processos de separação com membranas (PSM) que podem ser utilizados isoladamente ou de modo combinado, para separar os diversos componentes do soro de leite, e, assim realçar as suas propriedades específicas. A partir de uma solução de soro de leite, tratada por ultrafiltração (UF) associada à diafiltração (DF) obteve-se duas correntes: o concentrado, com alto teor proteico, e o permeado, composto de lactose e sais. O permeado obtido na primeira etapa (UF/DF) foi tratado com sistemas de membranas (eletrodiálise - ED) para obter uma fração rica em lactose, com baixa concentrações de sais. O objetivo é gerar um produto com elevada concentração e pureza de lactose, para ser utilizado em indústrias de alimentos, biotecnológica e farmacêutica. Diferentes soluções de eletrodos foram testadas para melhorar a eficiência do processo de ED. O efluente final, água e sais – oriundos da ED, foi tratado com osmose inversa (OI) visando a recuperação de água livre de sais e da corrente rica em sais no processo resultando desta forma em um descarte mínimo de efluentes. Ainda, foram realizados experimentos de fracionamento das proteínas de soluções de soro de leite reconstituído, in natura e concentrados proteicos. Esta etapa é conveniente, pois propriedades específicas das proteínas muitas vezes não são percebidas no soro e em concentrados proteicos, devido as interações de proteínas específicas com outros componentes. Paralelamente, estudos de simulação numérica do fracionamento das proteínas do soro do leite foram realizados com o intuito de verificar características do escoamento. Adicionalmente, foi necessária a caracterização das membranas por medidas de retenção, para compreensão de características das membranas de UF. Os resultados mostram que os processos de separação por membranas são adequados para o fracionamento dos componentes do soro de leite: cerca de 70% da proteína, 90% da lactose e 50% da água foram recuperados. / Whey is indirectly produced in the manufacture of dairy products in large volumes, and most of the brazilians industries still considers as an effluent, when untreated causes a serious environmental problem. The identification of alternatives for a suitable use of whey has a fundamental importance because its quality, volume and high organic load. At the same time, the processing of various whey products contributes to the improvement of the environment and provides gains to industries. The overall objective in this work is to improve the use of whey by the dairy industry, and this way, reduce pollution generated by this sector and add value to byproduct of cheese production. To achieve this objective different processes of separation with membranes were testing, that can be used isolate or in combination, to separate the various components of whey in order to improve their specific properties. Since a solution of whey treated by ultrafiltration (UF) associated with diafiltration (DF) was obtain two streams: the concentrate: with high protein concentration and the permeate: consisting of lactose and salts. The permeate of the first stage (UF/DF) was treated with membrane systems (electrodialysis - ED) to obtain a fraction rich in lactose and lower salt concentrations. The objective is to generate a product with high purity and concentration of lactose, to be used in food, biotechnology and pharmaceutical industries. Different electrodes solutions were test to improve the efficiency of ED. The final effluent, water and salt (from the ED), was treated with reverse osmosis (RO) to recovery free water of salts and a rich salts stream, and, consequently, minimize the generation of effluents. In addition, experiments were performed for the fractionation of whey proteins. For these were use solutions: reconstituted whey, fresh whey and whey protein concentrate. This step is necessary because the specific properties of proteins are not often perceived whey and protein concentrates, due to interactions of proteins with other components. In parallel, numerical simulation studies of the whey proteins fractionation were performed in order to determine flow characteristics. Additionally, it was necessary to characterize UF membranes by retention measures for understanding its characteristics. The results shows that membrane separation processes are appropriate for the fractionation of whey components: about 70% protein, 90% lactose and 50% of water were recovered.

A drenagem ácida de minas (DAM) oriunda da mineração de carvão é caracterizada pelo baixo pH e pelas altas concentrações de metais. Em algumas situações, a concentração de ferro é muito alta, em níveis que podem ser usadas como fonte de reagentes para o tratamento de águas residuárias. A DAM pode ser usada como coagulante quando é rica em ferro na forma Fe3+ (e secundariamente em Al+3). A DAM também pode ser aplicada no tratamento de águas residuárias pela Reação de Fenton quando rica em ferro na forma Fe2+. Os objetivos deste trabalho foram a caracterização química de uma DAM-C (drenagem ácida de minas concentrada) proveniente de um módulo de rejeitos de carvão de Santa Catarina; Estudar a DAM-C para uso como insumo na coagulação dos sólidos suspensos em esgoto cloacal do Campus do Vale da UFRGS; Estudar a DAM-C para uso como insumo para a Reação de Fenton aplicado ao tratamento de esgoto cloacal e avaliar a qualidade da água tratada em termos de parâmetros físico-químicos e ecotoxicológicos. Os resultados demonstram que a DAM pode ser usada no tratamento de esgoto, pois o efluente apresentou uma concentração especialmente elevada de metais, com valores iguais a 17640 mg/L de Fe e 1534 mg/L de Al, razão pela qual foi denominada de drenagem ácida de minas concentrada. Os demais metais, tais como Mn, Cu, Zn, Ni, Cd, Ar, Cr, Pb, Ca, Mg, Na e K estavam presentes, porém em concentrações mais baixas. O processo de coagulação foi conduzido com o volume de 3 mL de DAM-C com as concentração de [Fe] = 264 mg/L e [Al3+] = 24 mg/L) e apresentou eficiências médias de redução nos seguintes parâmetros: sólidos suspensos (72%), coliformes termotolerantes (99%) e totais (99%), DQO (61%), DBO5 (63%), N (total Kjeldahl) (28%), P (97%) e sólidos sedimentáveis (50%). A Reação de Fenton foi conduzida com o mesmo volume DAM-C e concentração do processo de coagulação e 0,25 ml de H2O2 35% (m/v) e apresentou eficiências médias de redução nos seguintes parâmetros: sólidos suspensos (78%), coliformes termotolerantes (99,98%) e totais (99,98%), DQO (80%), DBO5 (80%), N (total Kjeldahl) (29%), P (98%) e sólidos sedimentáveis (50%). Os ensaios de toxicidade demonstraram que o esgoto bruto apresenta elevada toxidade aguda para o microcrustáceo Daphnia similis (FT = 32), para o peixe Pimephales promelas (FT = 8), e para a alga Pseudokirchneriella subcapitata (FT = 8). Dentre os tratamentos avaliados apenas o RSB conseguiu remover totalmente a toxicidade. A coagulação simples se mostrou ineficaz e a Reação de Fenton permitiu uma grande redução na toxicidade, desde que seja eliminada a presença de peróxido de hidrogênio residual. Esses dados são indicativos que o principal agente tóxico presente no esgoto é solúvel. / Acid mine drainage (AMD) from coal mining sites is characterized by low pH and high concentrations of metals. In some situations, the iron concentration is very high, at levels that could be used as a source reagent for wastewater treatment. The AMD can be used as coagulant when it is rich in iron in the form Fe+3 (and secondarily Al+3). The AMD can also be applied in wastewater treatment as Fenton´s Reaction when is rich in iron in the form Fe2+. The goals of this work were characterize AMD-C (acid mine drainage concentrated) obtained in the module of coal tailings of Santa Catarina; Study the AMD-C for use as input in coagulation of suspended solids in Campus do Vale-UFRGS’s sewage; Study the AMD-C for use as input to the Fenton’s reaction applied to treatment of sewer and evaluate the quality of treated water in terms of physico-chemical and ecotoxicological parameters. The results shows AMD-C can be used in sewage treatment, because the effluent presented a particularly high concentration of metals (17640 mg/L Fe and 1534 mg/L Al), why was called acid mine drainage of concentrated. The other metals, such as Mn, Cu, Zn, Ni, Cd, Cr, Pb, Ar, Ca, Mg, Na and K were present, but in lower concentrations. The coagulation process was conducted with 3 mL AMD-C with concentration (264 mg/L Fe and 24 mg/L Al3+) and average efficiencies presented in the following parameters: reducing suspended solids (72%), coliforms thermotolerant (99%) and total coliforms (99%), COD (61%), BOD5 (63%), N (total Kjeldahl) (28%), P (97%) and settleable solids (50%). The Fenton’s reaction was conducted with the same AMD-C volume and metals concentration used in coagulation process and was added 0.25 H2O2 35% (m/v) and average efficiencies presented in the following parameters: reducing suspended solids (78%), coliforms thermotolerant (99.98%) and totals coliforms (99.98%), COD (80%), BOD5 (80%), N (total Kjeldahl) (29%), P (98%), and settleable solids (50%). Toxicity tests have demonstrated that raw sewage has high acute toxicity for Daphnia similis crustacean (32 FT), Pimephales promelas fish (8 FT), and algae Pseudokirchneriella subcapitata (8 FT). Among the treatments evaluated only the SBR managed to totally remove toxicity. Simple coagualtion proved ineffective and the Fenton’s Reaction allowed a large reduction in toxicity, since it eliminated the presence of residual hydrogen peroxide. These data are indicative that the toxic agent present in the main sewer is soluble.

Tese de mestrado. Engenharia do Ambiente, Ramo Gestão e Tratamento de Resíduos Industriais. 2006. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto

Tese de doutoramento. Engenharia Química. 2005. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto, Instituto Superior de Engenharia do Instituto Politécnico do Porto

Nas últimas décadas, todos os países começaram a se preocupar com as questões ambientais e com a proteção ao meio ambiente. Esta preocupação é decorrente, principalmente, das normas e legislações ambientais que estão cada vez mais rígidas. A indústria galvânica é uma das principais atividades que sofreram, e ainda estão sofrendo, modificações para se adequar ao “ambientalmente correto”. A indústria de tratamento de superfícies é uma das grandes geradoras de resíduos perigosos pelo fato de apresentar em sua constituição componentes potencialmente tóxicos como cádmio e cromo. Com o objetivo de minimizar esta toxicidade novas linhas de revestimentos livres destes componentes estão sendo utilizadas, como os nanocerâmicos. Estas linhas já são empregadas mundialmente e vêm ganhando cada vez mais mercado, no entanto é um processo aplicado há menos de quinze anos, não possuindo ainda um estudo sistemático do tratamento dos efluentes gerados, visando reúso de água e de produtos químicos. Assim, este trabalho foi realizado tendo em vista desenvolver uma alternativa de tratamento apropriada para o efluente de revestimento nanocerâmico. Foi avaliada a utilização de processos de separação por membrana (PSM) para o tratamento de um efluente sintético a partir de linha de revestimentos nanocerâmico à base do ácido hexafluorzicônico. Três PSM foram testados: eletrodiálise (ED), microfiltração (MF) e nanofiltração (NF). Os resultados obtidos indicaram que três parâmetros foram os fatores determinantes do desempenho positivo ou negativo de cada um dos processos: tipo de membrana, complexação do elemento zircônio e pH da solução. Variações de pH de soluções contendo zircônio produzem diferentes complexos, que dependendo das características das membranas filtrantes (tamanho de poro e carga superficial) podem ser transportados, retidos e/ou rejeitados; determinando, assim, se ao final do PSM serão obtidas uma solução concentrada em Zr e F e outra sem a presença destes. Os melhores resultados obtidos para a NF, tornam este processo uma opção aplicável no tratamento de efluentes de linhas de revestimentos nanocerâmicos à base do ácido hexafluorzircônico. / In recent decades, all countries began to worry about environmental issues and the environmental protection. This concern is mainly due to the environmental rules and laws that are increasingly strict. The galvanic processes is one of the main activities that have suffered, and are still suffering, modifications to suit the "environmentally friendly". The surface treatment industry is a considerable generator of hazardous wastes because they had potentially toxic components in its constitution, as cadmium and chromium. In order to minimize this toxicity new coatings lines, free of these components, are being used, as nanoceramics. These lines are already used worldwide and are gaining more market, however it is a process applied for less than fifteen years, not having a systematic study of the treatment of effluents, aiming reuse of water and chemicals. This study was conducted in order to develop an appropriate alternative treatment for the effluent of nanoceramic coating process. The use of membrane separation processes (MSP) to treat a synthetic wastewater from a nanoceramic process based on hexafluorozirconic acid was evaluated. Three MSP were tested: electrodialysis (ED), microfiltration (MF) and nanofiltration (NF). The results indicated that three parameters were the determinants of positive or negative performance of each process: type of membrane, complexation of zirconium and pH of solution. The pH variations of solutions containing zirconium produce different complexes, and depending on the characteristics of membrane filters (pore size and surface charge), theses complexes can be transported, retained and/or rejected. This fact is crucial to know if at the end of the MSP a concentrated solution with Zr and F and other without the presence of this ions will be produced. The best results were obtained for the NF, which makes this process an option in the treatment of effluents from nanoceramic coatings lines base on hexafluorozirconic acid.

O processo industrial de beneficiamento de peles e couros é composto por várias etapas que compreendem tanto processos químicos quanto operações mecânicas e utiliza grandes volumes de água. A água, juntamente com os produtos químicos que não reagem completamente durante o processamento, gera efluentes com alto poder de contaminação e degradação do meio ambiente. Estes efluentes são ricos em matéria orgânica e apresentam composição química variável inviabilizando, assim, o reuso da água no processo produtivo. O tratamento convencional destes efluentes nem sempre é eficiente e para alguns parâmetros, a exemplo de nitrogênio e fósforo, entre outros, encontra grandes dificuldades para atingir o padrão de lançamento estabelecido pela legislação, que se torna cada vez mais rígida com vistas à proteção ambiental. Neste sentido, a busca por novas tecnologias de tratamento de efluentes de curtume é, sem dúvida, um grande desafio para o setor. Neste trabalho, investigou-se a possibilidade de utilizar, no tratamento de efluentes de curtume, um novo conceito de tecnologias, também conhecidas como “tecnologias mais limpas”, empregando-se um processo integrado que consiste na fotoeletrooxidação (FEO) da matéria orgânica seguido de eletrodiálise (ED). Técnicas eletroquímicas têm sido amplamente utilizadas no tratamento de vários tipos de efluentes, pois apresentam a vantagem da recuperação da água e dos sais presentes trazendo a “descarga zero” mais próxima à realidade. Os ensaios foram realizados em um reator piloto de fotoeletrooxidação. O ânodo e cátodo empregados eram de titânio recobertos com óxido. A fonte de radiação utilizada foi uma lâmpada de mercúrio de 400W. Nos experimentos de ED foi utilizada uma planta piloto Tecnoimpianti com cátodo e ânodo de titânio platinizados. As membranas empregadas foram a Selemion AMV e CMT com área efetiva de 172 cm2. O efluente industrial utilizado foi coletado ao final das etapas do tratamento convencional. Os resultados obtidos com a associação destas tecnologias ao tratamento convencional de efluentes de curtume mostraram uma redução de mais de 87% nos parâmetros avaliados, como DQO, DBO5, sólidos totais, nitrogênio e fósforo, entre outros, tornando possível o reuso da água no processo produtivo. Foram também realizados testes comparativos de recurtimento de couros wet-blue utilizando a água normal de abastecimento da empresa e a água obtida do tratamento associado FEO/ED. Os couros produzidos apresentaram características físico-químicas e físico-mecânicas que atendem aos requisitos para o artigo produzido sendo que outras características avaliadas, tais como aparência, toque, maciez e uniformidade de tingimento foram muito similares nos dois processos, comprovando o êxito da aplicação desta associação de tecnologias no tratamento de efluentes de curtume. Além disso, em ensaios de bancada, foram construídas as curvas corrente-voltagem para as membranas comercias Selemion CMT e Nafion e para as membranas MCS e MTS desenvolvidas pelo Lapol/Ufrgs. Foi utilizada uma célula de três compartimentos e fonte de corrente. Aplicou-se incrementos sucessivos de corrente em intervalos de dois minutos. Com finalidade de estudar a corrente limite para estas membranas, foram utilizadas, como solução de trabalho, uma solução de sulfato de sódio 0,1M, o efluente coletado na saída do tratamento convencional de curtume e este mesmo efluente convencional previamente submetido à fotoeletrooxidação. Com base nestes resultados foram realizados outros ensaios de bancada para avaliar a extração percentual (E %) de sódio, cálcio e cromo obtida com estas membranas considerando-se cada solução de trabalho. Para o ensaio de extração percentual foi utilizada uma célula de cinco compartimentos e corrente de 45 mA, durante 2h. Nas condições do ensaio, a membrana Nafion apresentou melhores resultados de extração percentual para sódio e cromo e a membrana Selemion CMT melhores resultados para cálcio, com as três soluções de trabalho utilizadas. Com as membranas MCS e MTS não foi observada extração percentual para cromo, quando utilizado o efluente convencional fotoeletrooxidado. / In all stages of leather making there is considerable volume of water used in both chemical and mechanical operations. The wastewater of these operations can contain pollutants that are potentially harmful to the environment. Since these liquid effluents are rich in organic matter and contain a variety of different chemicals, they can not be reused directly in the productive process. Conventional tannery effluent treatment is not always efficient, mainly if considering some requirements that are difficult to be achieved, like the allowance for total nitrogen and phosphorus - among others - and the need to comply with a more and more demanding environment protection legislation. Therefore, the search for new technologies to be used in the treatment of tannery effluents is undoubtedly a great challenge for the leather industry. The possibility of treating tannery effluents through new technological concepts – also known as “cleaner technologies” - was tested in this work, integrating photo electro oxidation (PEO) followed by electrodialisys (ED). Electrochemistry techniques have been widely used in the treatment of many other types of effluents, since the advantage of recovering water and salts from them reduces the waste close to “zero discharge”. The tests were performed in a photoelectrooxidation pilot plant. The anode and cathode used were of titanium covered with oxide. The radiation source was a 400 W mercury lamp. The ED experiments were carried out in a pilot scale plant Tecnoimpianti using platinized titanium cathode and anode. The membranes employed were Selemion AMV and CMT with a 172 cm2 working area. The wastewater treated was taken from the discharge of a conventional tannery effluent treatment plant. The results obtained using these combined techniques show a reduction of more than 87% of the parameters tested – like BOD, COD, total solids, nitrogen and phosphorus, among others – making it possible to recycle the clean water directly into the tannery processes. Comparison tests were made between shoe upper leather retanning processes using normal feed water and recycled water after the combined PEO-ED treatments. The crust dyed leathers produced presented similar chemical and physical test values, according to requirements, and were also comparable in terms of appearance, grain break, handle, softness and color levelness. Besides, in bench tests, the current-voltage curves were built for the commercial membranes Selemion CMT and Nafion and for the membranes MCS and MTS developed by Lapol/Ufrgs. A cell of three compartments and a current source were used. Successive increments of current were applied every two minutes. With the purpose of studying the current limits for these membranes, a solution of sodium sulfate 0.1M, the effluent collected in the end of the conventional treatment of a tannery and this conventional effluent submitted previously to the photo electro oxidation were used, as work solution. Based on these results, other bench tests were performed to evaluate the percentage extraction (E %) of sodium, calcium and chromium obtained with these membranes being considered each work solution. For the percentage extraction tests, a cell of five compartments was used and a current of 45 mA was applied, during a two- hour period. In the conditions of the tests, the membrane Nafion has presented better results of percentage extraction for sodium and chromium and the membrane Selemion CMT has presented better results for calcium, considering the three work solutions used. With the membranes MCS and MTS percentage extraction was not observed for chromium, when the conventional effluent treated by photo electro oxidation was used.