Thesis (MTech (Electrical Engineering))--Cape Peninsula University of Technology, 2007 / In order to develop an effective control strategy for the activated sludge process of a wastewater treatment plant, an understanding of the nature of the influent load disturbances to the wastewater treatment plant is necessary. Biological systems are among the most difficult to control and predict. Due to the complex biological reaction mechanisms, the highly time-varying, and multivariable aspects of the wastewater treatment plant ('MNTP), the diagnosis of the 'MNTP are still difficult in practice. The application of intelligent techniques, which can analyse the multi-dimensional nonlinear process data using a visualisation technique, can be useful for analysing and diagnosing the activated-sludge process in the VVVVTP. This complex capability for nonlinearity representation combined with the fact that no model exists for the WVVTP influent dynamics to a WVVTP, makes neural networks an ideal choice for a solution. Forecasting the behaviour of complex systems has been a broad application area for neural networks. Applications such as economic forecasting, electricity load I demand forecasting, and forecasting natural and physical phenomena have been extensively studied, hence the numerous papers presented at annual conferences in this focus area. The cognitive ability of artificial neural networks to map' nonlinear complex input-output relationships, which would allow for better prediction and corrective control of processes, make them particularly attractive. The values of the influent disturbances are usually measured off-line in ~ laboratory, as there are still no reliable on-line sensors available. This work presents the development of a neural network model for prediction of the values of the influent disturbances based on historical plant and weather data, which ultimately affect the activated sludge process. Three different neural networks including the multilayer perceptron, recurrent and radial basis functions neural network are developed for the prediction of the influent disturbances of Chemical Oxygen Demand (COD), Total Kjeldahl Nitrogen (TKN) and influent flow rate respectively. The application area is the prediction of the influent variables at a local municipal wastewater treatment plant. The forecast result is used for the determination of the setpoint to a controller, in order to• optimize plant performance. The results are first applied to a pilot wastewater treatment plant. Much hype exists surrounding the subject of neural networks, and they are sometimes described as 'computers that think'. This sort of definition creates unrealistic expectations and is one of the reasons why it is discredited. The results obtained will hopefully present helpful insights as to the scope and possibilities as to the application for neural networks, but also present the practical challenges which neural network practitioners and designers of intelligent systems face. The solution of the problem for development of the mathematical model for dynamic behaviour of the influent disturbances according to the influence of the weather conditions and the season of the year is the first attempt in the scientific and research literature so far.

Orientador: Tsunao Matsumoto / Banca: Edson Pereira Tangerino / Banca: Marcelo Libânio / Resumo: Na busca de avanços na concepção de uma Estação de Tratamento de Água (ETA) mais eficiente construiu-se, estudou-se e testou-se um Módulo Floco Decantador de Manta de Lodo (MFDML) - escala modelo. Essa busca contou com várias etapas e processos que envolveram uma ampla e variada pesquisa bibliográfica para a formação de idéias que foram ou poderão ser colocadas em prática para melhores calibração e verificação. Os avanços no MFDML forneceram resultados que motivaram seu estudo em escala de protótipo, denominado Sistema Floculador de Manta de Lodo (SFML) na forma de um Protótipo Modular Compacto (PMC) automatizado que pudesse ser operado de forma integrada aos diversos monitoramentos dos recursos hídricos. As idéias pesquisadas e estudadas geraram metodologias de cálculo que permitem a utilização prática do SFML, obtenção prévia de dosagens a partir de jar-test, estimativa da quantidade de lodo formada e estabelecimento de correlações qualitativas para aumento de escala. O SFML possui uma tecnologia com taxas de decantação 10 vezes maior que as tecnologias atuais (400m 3 /m 2 /dia) associados a bons resultados em termos de remoção de sólidos suspensos e dissolvidos, com turbidez da água decantada da ordem de 3uT e da filtrada de 0,1uT. No entanto, um maior desenvolvimento dessa nova tecnologia poderá ocorrer no âmbito científico-tecnológico conforme as necessidades e o despertar de idéias para contemplá-las. Assim, a busca por conhecimentos e melhoramentos científico-tecnológicos é um processo dinâmico, o qual envolve tempo, dedicação e continuidade das pesquisas. / Abstract: On improvements search of the Water Treatment Plant more efficient conception was build, studied and tested a Sludge Blanket Flocculate Setter Modular Model. This search has been several processes and steps involved a varied and ample bibliographic search for ideas formation that was or will be set in practice for true verification and calibration. The improvements at the Sludge Blanket Flocculate Setter Modular Model gave results have motivated its prototype scale study, called Sludge Blanket Flocculator System in a Automated Compact Modular Prototype that could be operated in a integrated way with both waters resources managements and monitoring. These ideas generated calculation methodologies that may the Sludge Blanket Flocculator System for practice utilization, previous of dosages whith jar-test, formed sludge quantity estimate and scale increase correlations qualitative establishment. The Sludge Blanket Flocculator System owns a technology with settling rates 10 larger times than the current technologies (400m 3 /m 2 /dia) associates the good results in terms of suspended and dissolved solid removal, with water turbidity about 3uT and of the filtrated about 0,1uT. However, a more development of this new methodology may happen in a scientific-technology environ accord to the ideas necessities and emerge to get it. Thus, technologies-scientifics improvements and knowledge search is a dynamic process, which involves the research spend time, dedication and keep on of these. / Mestre

Orientador: José Roberto Corrêa Saglietti / Banca: Assunta Maria Marques da Silva / Banca: Alessandro Torres Campos / Resumo: O processo de desinfecção solar térmico da água consiste em elevar a temperatura da mesma por um período suficiente de tempo, utilizando sistema de aquecimento solar. Optou-se, neste trabalho, pelo sistema solar, pois suas características físicas permitem maior aquecimento num menor tempo. Com este equipamento buscou-se uma temperatura ideal capaz de eliminar o maior número de patógenos existentes em água contaminada. O objetivo do ensaio foi propor um tratamento da água utilizada no meio agrícola, evitando-se assim, o emprego de produtos químicos na purificação da mesma. Para a determinação da eficiência do sistema, foram consideradas as vazões, a temperatura na entrada e saída da água do equipamento. Avaliou-se a qualidade microbiológica de amostras de água tratada e não tratada, proveniente de águas residuárias. Concluiu-se que, a água, a uma temperatura acima de 46 ºC apresenta ausência de coliformes fecais e totais, sendo, portanto, um tratamento eficiente. / Abstract: The process of thermal solar disinfection of water consists of raising the temperature for enough period of time, using solar heating system. The solar system has been chosen due to its physical characteristics which enable greater heating in a lesser time. The purpose of using this equipment was to have an ideal temperature capable of eliminating the biggest number of pathogens in contaminated water. The aim of this assay was to consider a treatment of the water used in the agriculture preventing from the use of chemical products in the purification. In order to determine the system efficiency, the outflows and the water temperature to the entrance and exit from the equipment were considered. The microbiological quality of treatd and mon-treatd water from residuary water samples were evaluated. Therefore, water to a temperature above a 46º C presents absence of fecal and total coliforms resulting in an efficient treatment. / Mestre

Orientador: Sérgio Luís de Carvalho / Coorientador: Alessandro Minillo / Banca: Edson Pereira Tangerino / Banca: Mauricio Luiz Sens / Resumo: A contaminação por compostos farmacêuticos nos ambientes aquáticos e sua difícil remoção no tratamento convencional de água representam um desafio às companhias de saneamento. O uso de carvão ativado granular (CAG) em filtros em conjunto com o tratamento de água em ETAs tem demonstrado resultados satisfatórios, porém apresenta uma capacidade de adsorção limitada, o que requer sua regeneração periódica nos leitos dos filtros. Entretando, durante o funcionamento dos filtros CAG, estes são naturalmente colonizados por microorganismos capazes de degradarem uma diversidade de compostos. Todavia, os fármacos são susceptíveis a degradação por microorganismos presentes na água, nos sedimentos e nos efluentes de esgoto orgânicos. Diante destes aspectos, o presente projeto avaliou a remoção dos fármacos: diclofenaco de sódio, ibuprofeno, naproxeno e amoxicilina por meio de filtros de carvão com atividade biológica (CAB) em condições de laboratório durante 24 semanas, bem como a biodegradação desses compostos por microrganismos aderidos nesses biofiltros, e a identificação filogenética dos microrganismos participantes no processo de degradação dos fármacos testados. Os resultados obtidos demonstram a remoção expressiva dos fármacos acima de 80% em filtração com carvão ativado. Foi constatada a biodegradação dos fármacos, possivelmente por bactérias dos gêneros Bacillus, Burkholderia, Cupriavidus, Pseudomonas, Shinella, e Sphingomonas presentes no biofilme, o que infere sobre a participação destes microrganismos durante o processo de biofiltração. A presença de microorganismos com potencial de metabolização pode ser uma alternativa para aumentar o tempo de uso dos filtros carvão nas Estações de Tratamento de Água. A possibilidade de isolar microrganismos específicos ou consórcios microbianos adaptados em remover os compostos farmacêuticos... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The contamination by pharmaceutical compounds in aquatic environments and its difficult removal in the conventional water treatment represents a challenge to the sanitation companies. The use of granular activated carbon (GAC) in filters combined with the treatment in Water Treatment Plants (WTP) has showed satisfactory results, although presents a limited adsorption's capacity, which requires its periodical regeneration in the filters beds. During the functioning of the GAC filters, though, those are naturally colonized by microorganisms capable of degrading a whole sort of compounds. In the other hand, the drugs are susceptible to degradation by microorganisms presents in the water, in sediments and in organic effluent's sewage. Given these aspects, the project evaluated the removal of the drugs: sodium diclofenac, ibuprofen, naproxen and amoxicillin by the carbon with biological activity (BAC) in laboratory condition during 24 weeks, and the biodegradation of these compounds by microorganisms stucked in those biofilters, and the phylogenetic identification of the microorganisms participating in the degradation process of the tested drugs. The results demonstrate the expressive removal of the drugs above 80% using filtration with activated granular carbon. It was established the biodegradation of the pharmaceuticals, possibly by bacteries of the genera Bacillus, Burkholderia, Cupriavidus, Pseudomonas, Shinella, and Sphingomonas presents in the biofilm, which infers about the microorganism's participation during the biofiltration process. The presence of the microorganisms with metabolism's potential might be on alternative to increase the carbon's filter's timing in the WTP's. The possibility of isolating specific microorganisms or microbial consortia that are adapted to remove the drugs compounds from natural water... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-07-22T15:37:57Z No. of bitstreams: 1 PaulaRomyneDeMoraisCavalcante_DISSERT.pdf: 1897900 bytes, checksum: 10e345e2f054e35a8e9acff79b0689c5 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-07-27T23:17:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 PaulaRomyneDeMoraisCavalcante_DISSERT.pdf: 1897900 bytes, checksum: 10e345e2f054e35a8e9acff79b0689c5 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-27T23:17:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PaulaRomyneDeMoraisCavalcante_DISSERT.pdf: 1897900 bytes, checksum: 10e345e2f054e35a8e9acff79b0689c5 (MD5) Previous issue date: 2016-01-29 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / A explora??o de petr?leo ? uma das mais importantes atividades industriais da sociedade moderna e apesar de seus derivados apresentarem in?meras aplica??es em rela??o aos processos industriais, existem muitos subprodutos indesej?veis durante esse processo, um deles ? a ?gua separada do petr?leo, denominada ?gua de produ??o, que ? constitu?da por poluentes de dif?cil degrada??o. Al?m disso, o elevado volume de ?gua gerado torna seu tratamento um grande problema para as ind?strias petrol?feras. Dentre os principais contaminantes desses efluentes est?o o fenol e seus derivados, subst?ncias de dif?cil degrada??o natural que devido ao poder t?xico, devem ser removidos por um processo de tratamento antes de sua disposi??o final. Com o intuito de viabilizar a remo??o de fenol em ?guas residuais da ind?stria petrol?fera foi desenvolvido um sistema de extra??o por flocula??o i?nica com tensoativo. A flocula??o i?nica baseia-se na rea??o de tensoativo carboxilado com c?lcio originando um tensoativo insol?vel, que sob agita??o agrega-se formando flocos capazes de atrair a mat?ria org?nica atrav?s da adsor??o. No presente trabalho, utilizou-se sab?o base como tensoativo na flocula??o i?nica e avaliou-se a efici?ncia do processo pela influ?ncia dos seguintes par?metros: concentra??o de tensoativo, fenol, c?lcio e eletr?litos, velocidade de agita??o, tempo de repouso, temperatura e pH. A flocula??o do tensoativo se deu no pr?prio efluente (concentra??o inicial de fenol = 100 ppm,) e a efici?ncia de remo??o alcan?ou 65% de remo??o, utilizando concentra??es de tensoativo e c?lcio de 1300 e 975 ppm, respectivamente em T = 35 ?C, pH = 9,7, velocidade de agita??o = 100 rpm e tempo de contato de 5 minutos. A perman?ncia dos flocos em meio aquoso promove a dessor??o do fenol da superf?cie do floco para a solu??o, atingindo 90% de dessor??o em um tempo de 150 minutos, e o estudo da cin?tica de dessor??o mostrou que o modelo de Lagergren de pseudo-primeira ordem foi adequado para descrever a dessor??o do fenol. Estes resultados mostram que o processo avaliado pode configurar uma nova alternativa para o tratamento no que se refere a remo??o de fenol de efluentes aquosos da ind?stria de petr?leo. / Oil exploration is one of the most important industrial activities of modern society. Despite its derivatives present numerous applications in industrial processes, there are many undesirable by-products during this process, one of them is water separated from oil, called water production, it is constituted by pollutants difficult to degrade. In addition, the high volume of generated water makes its treatment a major problem for oil industries. Among the major contaminants of such effluents are phenol and its derivatives, substances of difficult natural degradation, which due their toxicity must be removed by a treatment process before its final disposal. In order to facilitate the removal of phenol in wastedwater from oil industry, it was developed an extraction system by ionic flocculation with surfactant. The ionic flocculation relies on the reaction of carboxylate surfactant and calcium ?ons, yielding in an insoluble surfactant that under stirring, aggregates forming floc capable of attracting the organic matter by adsorption. In this work was used base soap as ionic surfactant in the flocculation process and evaluated phenol removal efficiency in relation to the following parameters: surfactant concentration, phenol, calcium and electrolytes, stirring speed, contact time, temperature and pH. The flocculation of the surfactant occurred in the effluent (initial phenol concentration = 100 ppm) reaching 65% of phenol removal to concentrations of 1300 ppm and calcium of 1000 ppm, respectively, at T = 35 ?C, pH = 9.7, stirring rate = 100 rpm and contact time of 5 minutes. The permanence of the flocs in an aqueous medium promotes desorption of the phenol from the flake surface to the solution, reaching 90% of desorption at a time of 150 minutes, and the study of desorption kinetics showed that Lagergren model of pseudo-first order was adequate to describe the phenol desorption. These results shows that the process may configure a new alternative of treatment in regard the removal of phenol of aqueous effluent of oil industry.

abstract: Arsenic (As) and chromium (Cr) occur naturally in AZ surface and groundwaters, pose different health impacts, and exhibit different treatment efficacies. Hexavalent chromium (Cr(VI)) has newly recognized human health concerns, and State and Federal agencies are evaluating a low Cr(VI)-specific maximum contaminant level (MCL) for drinking water. Occurrence of Cr and As in municipal drinking waters and industrial cooling tower waters was quantified by grab samples and compared with sampling results obtained from a new passive sampler developed specifically for Cr(VI). Cr(VI) and As concentrations in groundwater used for cooling tower make-up water concentrations were ~3 ppb and ~4 ppb, respectively, and were concentrated significantly in blowdown water (~20 ppb and ~40 ppb). Based upon pending Cr(VI), As, and other metal regulations, these blowdown waters will need routine monitoring and treatment. Cr(VI) concentrations in a water treatment plant (WTP) raw and finished water samples varied from 0.5 and 2 ppb for grab samples collected every 4 hours for 7 consecutive days using an ISCO sampler. The development of an ion exchange (IX) based passive sampler was validated in the field at the WTP and yielded an average exposure within 1 standard deviation of ISCO sampler grab data. Sampling at both the WTP and cooling towers suggested sources of Cr(III) from treatment chemicals or wood preservatives may exist. Since both facilities use chlorine oxidants, I quantified the apparent (pH=5) second-order rate constant for aqueous chlorine (HOCl/OCl-) with Cr(III) to form Cr(VI) as 0.7 M-1s-1. Under typical conditions (2 ppb Cr(III) ; 2 mg/L Cl2) the half-life for the conversion of Cr(III) to the more toxic form Cr(VI) is 4.7 hours. The occurrence studies in AZ and CA show the Cr(VI) and As treatment of groundwaters will be required to meet stringent Cr(VI) regulations. IX technologies, both strong base anion (SBA) and weak base anion (WBA) resin types were screened (and compared) for Cr removal. The SBA IX process for As removal was optimized by utilizing a reactive iron coagulation and filtration (RCF) process to treat spent IX brine, which was then reused to for SBA resin regeneration. / Dissertation/Thesis / M.S. Civil and Environmental Engineering 2014

A presente pesquisa consistiu em produzir membranas sintéticas pelo processo de inversão de fases via precipitação por imersão e levantar dados operacionais relativos ao preparo das soluções poliméricas e respectivos espalhamentos sobre um suporte inerte, de forma a obter-se membranas uniformes, livres de imperfeições que possam afetar seu desempenho. Tal uniformidade requer a produção de soluções poliméricas homogêneas, sem a presença de bolhas, isentas de sólidos em suspensão e com viscosidade adequada, para que o filme espalhado com espessura controlada se mantenha íntegro até o momento da solidificação do polímero, que formará as membranas propriamente ditas. Para condução dos experimentos utilizou-se a polisulfona como polímero, a N-metil- 2 pirrolidona como solvente, não-tecido em poliéster como suporte inerte e água desmineralizada como não-solvente. As soluções foram preparadas com concentrações de cerca de 15 %, 20 % e 25 % em massa de polímero e imersas em banhos de coagulação contendo água desmineralizada a temperaturas de aproximadamente 23°C, 40°C e 50°C. As membranas obtidas após precipitação foram enxaguadas em água desmineralizada morna e então avaliadas morfologicamente através de microscopia eletrônica de varredura, bem como submetidas a alguns outros testes como o ensaio de permeabilidade e o ensaio de tração e de ângulo de contato. Partindo-se de alguns poucos parâmetros encontrados em literatura, procurou-se obter um maior número de dados que permitam definir um procedimento de preparação de membranas através do processo mencionado. Os ensaios indicaram que a utilização de matérias-primas com um grau de pureza elevado, preparo da solução em temperatura, velocidade de rotação, umidade relativa e tempo de agitação adequados, além de filtração, se necessário, são condições muito importantes para a obtenção de soluções homogêneas. A utilização de equipamento aplicador de filme com ajuste de espessura, controles de velocidade de espalhamento e temperatura, e o controle da umidade da atmosfera são essenciais para a obtenção de um filme bem definido, garantindo a reprodutibilidade da síntese de membranas com a qualidade desejada. A utilização de não-tecido adequado como suporte inerte, de superfície lisa e homogênea é de fundamental importância para se obter uma camada polimérica bem homogênea e com espessura uniforme, garantindo condições morfológicas adequadas para a obtenção de níveis de produtividade e seletividade, compatíveis com os processos onde tipicamente se empregam membranas. / The proposal of this research is to produce synthetic membranes through the process of phase inversion via immersion precipitation, and obtain some operational data relating to the preparation of the polymeric solution and its casting on an inert support layer, in order to obtain uniform membranes, free from flaws which might affect its performance. Such uniformity requires the production of homogeneous polymer solutions, free from bubbles or suspended solids and with a suitable viscosity, in order to avoid loss of thickness until the solidification of polymer occurs. Polysulfone was employed as polymer, N-methyl-2 pyrrolidone as a solvent, nonwoven polyester as inert support and demineralized water as non-solvent. The solutions were prepared with concentrations of polymer of approximately 15%, 20% and 25% and, after casting, immersed in a coagulation bath containing demineralized water at approximately 23°C, 40°C and 50°C. The membranes obtained after precipitation were rinsed in demineralized water and evaluated through scanning electron microscopy, and some other tests, as the permeability, the mechanical and contact angle tests. Taking a few parameters found in the literature, we intended to obtain additional data to define a procedure for the preparation of membranes using the afore mentioned process. The tests indicated that the use of high purity raw materials and proper solution preparation parameters as temperature, speed, relative humidity and stirring time are very important to obtain an homogeneous solution. Besides, the use of motorized film application equipment with adjustments for film thickness, casting speed, temperature, and controlled water content in air are essential in obtaining a good film definition, and ensuring the reproducibility in the synthesis of membranes with a desired quality. The use of suitable non-woven fabric as a inert support with smooth and homogeneous surface is very important in order to obtain uniform polymer layers, ensuring morphological conditions suitable for achieving levels of productivity and selectivity, compatible with processes where typically membranes are employed.

Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2017-11-13T12:09:20Z No. of bitstreams: 1 PDF - Emanoel da Silva Carvalho.pdf: 12007349 bytes, checksum: c6ed0725a68d77f38078542be2d2367e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-13T12:09:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Emanoel da Silva Carvalho.pdf: 12007349 bytes, checksum: c6ed0725a68d77f38078542be2d2367e (MD5) Previous issue date: 2017-04-28 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / The increase in population for manufactured consumer it is a consequence from the waste generated, has a direct consequence without health status of the population, due to the serious consequences with the bioaccumulation of composed, such as medicines, personal hygiene products, toxic organic substances, also known as xenobiotics. Furthermore, an alarming inadequacy from the treatment systems and legislation related to the water, because the quality of the water supply in most Brazilian capitals, according to research provided by the Instituto Nacional de Ciências e Tecnologias Analíticas Avançadas (INCTAA), need to be revised, even though it is according to the standards of potability. In last decades, some advances have been made in relation to instrumental methods destinated to identification and quantification contaminants in water, and lately the main challenges are related to the development intended for treatment of the samples. On what was exposed, developed a methodology with a low cost, based on aquafotomics standards capable of identifying and quantifying contaminants in trace concentrations in aqueous environment. Therefore, an extensive bibliographical survey was carried out on this new area of science, an aquafotomics. The experimental part was based on spectroscopy for UV-vis-NIR combined with pattern recognition techniques spectroscopy, such as a PCA, and multivariate calibration, such as PLS and MLR. The construction of the identification and quantification models was made in 62 models of synthetic standards containing caffeine in low concentrations (10e^-5 a 10e^-9) in aqueous environment. The PCA models for identification were able to distinguish as samples containing caffeine from those of pure water. The quantification models gives a satisfactory predictive capacity for samples with concentrations higher than 10e^-6g.L^-1 in caffeine. / O aumento da demanda da população por bens de consumo industrializados e consequentemente o aumento da geração de resíduos, tem relação direta com estado de saúde da população, devido à gravidade das implicações relativas a bioacumulalção de compostos como medicamentos, produtos de higiene pessoal, substâncias orgânicas tóxicas, também conhecidos como xenobióticos. Além disso, a inadequação dos sistemas de tratamento e legislação relacionados a água é alarmante pois a qualidade da agua de abastecimento fornecida na maioria das capitais brasileiras, de acordo com pesquisa realizada pelo Instituto Nacional de Ciências e Tecnologias Analíticas Avançadas (INCTAA), precisa ser melhorada, apesar de atender os padrões de potabilidade. Nas últimas décadas, muitos avanços foram feitos em relação aos métodos instrumentais destinados a identificação e quantificação contaminantes em água, e atualmente o maior desafio desta área está relacionado ao desenvolvimento de métodos destinados ao tratamento das amostras. Diante do exposto, desenvolveu-se uma metodologia de baixo custo, baseada nos princípios da aquafotomica capaz de identificar e quantificar contaminantes em concentrações traço em meio aquoso. Para isso foi realizado um extenso levantamento bibliográfico sobre esta nova área da ciência, a aquafotomica. A parte experimental foi baseada na espectroscopia UV-vis-NIR aliada a técnicas de reconhecimento de padrões, como a PCA, e de calibração multivariada, como PLS e MLR. A construção dos modelos de identificação e quantificação foi baseada em 62 espectros de padrões sintéticos contendo cafeína em baixas concentrações (10e^-5 a 10e^-9) em meio aquoso. Os modelos PCA para identificação foi capaz de distinguir as amostras contendo cafeína daquelas de água pura. Já os modelos de quantificação mostraram uma capacidade preditiva satisfatória para amostras com concentrações superiores a 10e^-6g.L^-1 em cafeína.

Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2017-11-28T12:05:19Z No. of bitstreams: 1 PDF - Eyre Katrinne Ferreira de Carvalho.pdf: 22782941 bytes, checksum: 3886a23253f969a2a12fe28e1dd5811b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-28T12:05:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Eyre Katrinne Ferreira de Carvalho.pdf: 22782941 bytes, checksum: 3886a23253f969a2a12fe28e1dd5811b (MD5) Previous issue date: 2015-09-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This research aimed to evaluate the removal of microcystin-LR and saxitoxin of eutrophic water produced in the laboratory for solar pyramid type still, in order to obtain a drinking water that meets all the potability standards specified in the ordinance 2914 / 11 of the Health Ministry. The methodology for analysis of physical and chemical parameters obeyed preconization the APHA 2012. The analyzes for evaluating the removal cianotoxins were performed by liquid chromatography coupled mass spectrometry (LC/MS) by method has been validated. Experiments were performed with two identical solar stills , the material used for the tray of distillers was stainless steel, simple glass cover and pyramidal geometry, subject to the same climatic conditions and fed two types of study of water (AE), prepared with lysate cultivation of Microcystis aeruginosa and Cylindrospermopsis raciborskii, cyanobacteria were cultivated in the laboratory under controlled conditions and constant monitoring. The solar distillation system had maximum yield of 2,4 L / m².day , less than some similar distillers in the literature, the system can be optimized and this income can be increased from a better insulation system. The results showed for removing turbidity higher than 95% true color was reduced from 20 to 5 uH uH on average, after the distillation process, as expected, there was a decrease in pH and hardness in relation to study water, ammonia showed a slight increase in concentration, but still remained within the maximum amount allowed by law. The results showed initial concentrations in the study of water 11,4 μg.L^-1 and 2 μg.L^-1 for microcystin - LR and saxitoxin respectively, in distilled water was not detected by the method used cyanotoxins . To prove that there has been removing samples were then injected into the mass spectrometer and the results it could be concluded that the cyanotoxins were concentrated in the remaining water from the tray allowing the final result clean water, free of cyanotoxins . / Esta pesquisa teve como objetivo principal avaliar a remoção de microcistina-LR e saxitoxina de água eutrofizada produzida em laboratório, por destilador solar do tipo pirâmide, com vistas a se obter uma água potável que atenda a todos os padrões de potabilidade previstos na portaria 2914/11 do Ministério da Saúde. A metodologia para análises dos parâmetros físico-químicos obedeceu à preconização do APHA 2012. As análises para avaliação da remoção de cianotoxinas foram realizadas por cromatografia líquida acoplada a espectrometria de massas (LC/MS) por método já validado. Foram realizados experimentos com dois destiladores solares idênticos, o material utilizado para a bandeja dos destiladores foi inox, a cobertura de vidro simples e geometria piramidal, foram submetidos às mesmas condições climáticas e alimentados com dois tipos de água de estudo (AE), preparadas com cultivo lisado de Microcystis aeruginosa e Cylindrospermopsis raciborskii, as cianobactérias foram cultivados em laboratório sob condições controladas e monitoramento constante. O sistema de destilação solar apresentou rendimento máximo de 2,4 L/m².dia, valor inferior a alguns destiladores similares encontrados na literatura, o sistema pode ser otimizado e esse rendimento pode ser aumentado a partir de um melhor isolamento do sistema. Os resultados mostraram para turbidez remoção acima de 95%, cor verdadeira foi reduzida de 20 uH para 5 uH em média, após o processo de destilação, como era esperado, houve diminuição do pH e da dureza em relação a água de estudo, a amônia apresentou um ligeiro aumento na concentração, mas ainda assim permaneceu dentro do valor máximo permitido pela legislação. Os resultados mostraram concentrações médias iniciais na água de estudo de 11,4 μg.L^-1 e 2 μg.L^-1 para microcistina LR e saxitoxina, respectivamente, na água destilada não foi detectado cianotoxinas pelo método utilizado. Para provar que houve remoção as amostras foram então injetadas em espectrômetro de massas e com os resultados pôde-se concluir que as cianotoxinas ficaram concentradas na água remanescente da bandeja possibilitando como resultado final água tratada, livre de cianotoxinas.

Neste projeto de pesquisa avaliou-se a etapa de filtração no processo de tratamento de água para abastecimento público. Para isto, foi utilizado um sistema de filtração piloto composto por quatro filtros rápidos por gravidade de camada profunda. Os filtros piloto foram alimentados com água decantada da Estação de Tratamento de Água Rio Grande, e operados com taxa de filtração de 500 m3/m2/dia. A concepção dos filtros variou em termos de material filtrante (areia e antracito), diâmetro dos grãos e altura do leito. Os filtros foram avaliados em termos de turbidez, contagem de partículas, evolução de perda de carga e velocidade ascensional de água de lavagem. Na Etapa 1, operando-se filtros de areia e antracito com diferentes diâmetros, o filtro de antracito com 1,3 mm de diâmetro e 120 cm de altura apresentou melhor comportamento no tocante aos parâmetros avaliados. Na etapa 2, comparando-se filtros de areia e de antracito com mesmo diâmetro (1,3 mm) e altura de leito (120 cm), mais uma vez o filtro de antracito foi superior. Acredita-se que os índices físicos justifiquem esse comportamento. Na Etapa 3, conclui-se que o aumento de altura de leito dos filtros de areia (1,3 mm) e antracito (1,3 mm) de 120 cm para 160 cm foi benéfico para ambos os materiais filtrantes em termos de qualidade do efluente, mas muito mais significativo para o antracito, e não se observou alteração de comportamento no tocante à evolução de perda de carga. Com o ensaio de fluidificação e expansão do leito filtrante, conclui-se que, considerando-se o mesmo tempo de duração da lavagem e a mesma expansão do leito, o filtro de antracito possibilitou a utilização de menor velocidade ascensional de água de lavagem, que representa grande economia com relação aos custos do sistema de lavagem. Assim, em todos os aspectos estudados, o uso de antracito (1,3 mm) como material filtrante para filtros rápidos por gravidade de camada profunda se mostrou mais vantajoso. / This project researched the filtration stage in the water treatment process for public use. The research used a pilot filtration system based on four rapid gravity depth bed filters, with a filtration rate of 500m3/m2/dia. The water used in the experiment came from sedimentation tank of the Rio Grande water treatment facility. During the experimental phase the filters were loaded with different depth, used different filter media (sand and anthracite) and used grain with different effective size. The filters were evaluated in terms of turbidity, particle count, head loss and superficial velocity of backwashing water. In the first part of the study, when analyzing the results of filters loaded to a depth of 120 cm using both sand and anthracite with different size, the anthracite filter with effective size of 1.3 mm was the one with the best results. In the second part of the study, when comparing anthracite and sand with same the effective size, the anthracite also presented better results. Finally when increasing the depth of the filter, both sand and anthracite filters showed improved performance in terms of effluent quality, but anthracite filters kept outperforming sand filters. In both case, there were no evidences of changing in the head loss development. When performing fluidization and expansion experiments, considering the same backwashing cycle time and expansion of filter media, the anthracite filter allowed lower superficial velocity which represents relevant economies in the washing system costs. Therefore the use of anthracite (1.3mm) as a filter medium for rapid gravity depth bed filters is recommended.