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Orientador: Marina Sangoi de Oliveira Ilha Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo Resumo: A operação de usinas de concreto gera água residuária que necessita de tratamento antes da disposição ou reuso. O processo de coagulação/floculação com o uso de coagulantes químicos associados à decantação pode gerar resíduos nocivos à saúde humana. Inserido nesse contexto, este trabalho tem como objetivo avaliar a eficiência da Moringa oleifera (MO) como coagulante natural para o tratamento da água residuária do concreto produzido em usinas. A pesquisa foi composta por cinco etapas: (a) caracterização da qualidade da água residuária coletada em uma usina de concreto; (b) avaliação da eficiência, em laboratório, do uso combinado do sulfato de alumínio e da MO em pó no tratamento da água residuária do concreto coletada em campo, com a determinação da concentração e as possíveis combinações entre eles; (c) avaliação da eficiência, em laboratório, do uso combinado de Sulfato de alumínio e da MO na forma solúvel e também do emprego do Cloreto férrico, outro coagulante químico, associado à MO, ambos na forma solúvel, no tratamento das águas residuárias de usinas de concreto; (d) otimização das dosagens de MO e de coagulantes químicos no tratamento da água residuária por meio do Delineamento de Composto Central Rotacional, avaliando os dados via Metodologia de Superfície de Resposta e desejabilidade global e (e) avaliação da eficiência do tratamento proposto, considerando as dosagens ótimas determinadas nos estudos anteriores, em amostras coletadas no início e no final da semana de produção, durante o período de um mês. Os resultados indicaram que os coagulantes em pó e solúvel, isolados e associados, obtiveram uma dosagem de 20% MO e 80% Al2(SO4)3 (concentração total de 1,85 g L 1), reduzindo o pH a 9,2 e removendo de 99% da turbidez. O processo foi otimizado e reduziu a concentração total dos coagulantes para 1,01 g L-1, removendo à turbidez em até 99,9%, aumentando o uso da MO para 46,5%. Simulando o ciclo de produção da usina, a dosagem otimizada foi capaz de tratar a água independente de suas características iniciais, deixando a turbidez sempre abaixo de 2 UNT. Assim, os resultados apontam para a possibilidade do reuso da água tratada em diferentes atividades, como lavagem de veículos, rega de jardins, descarga de bacias sanitárias e até mesmo na própria produção do concreto Abstract: The operations of concrete plants generate wastewater that requires treatment before disposal or reuse. The process of coagulation / flocculation using chemical coagulants associated with decantation can generate waste harmful to human health. Inserted in this context, this work aims at evaluating the efficiency of Moringa oleifera (MO) as a natural treatment of wastewater produced in the concrete plant coagulant. The research was divided into five steps: (a) characterization of the quality of the wastewater collected in a concrete plant; (b) evaluation of the efficiency in the laboratory, the combined use of aluminum sulfate and MO powder in the treatment of wastewater collected in the concrete field, with the determination of the concentration and the possible combinations between them; (c) evaluation of the efficiency in the laboratory, the combined use of aluminum sulfate and MO in soluble form and also the use of ferric chloride, other chemical coagulant, associated with MO, both in soluble form, in the treatment of wastewater concrete plants; (d) optimization of dosages of MO and chemical coagulants in the treatment of wastewater through the Central Composite Rotational Design of evaluating the data via Response Surface Methodology and overall desirability and (e) evaluation of the effectiveness of the proposed treatment, considering optimal dosages determined in previous studies on samples collected at the beginning and end of week production during the period of one month. The results indicated that the coagulant soluble or powder, isolated and associates obtained a dosage MO 20% and 80% Al2 (SO4) 3 (1.85 g L-1 total concentration) reducing the pH to 9.2 and removing 99% of the turbidity. The process was optimized and reduced the total concentration of the coagulant to 1.01 g L-1 turbidity removing up to 99.9%, increasing the use of MO to 46.5%. Simulating the production cycle of the concrete plant, the optimum dosage was able to treat independent water from their initial characteristics, leaving the turbidity always below 2 UNT. Thus, the results point to the possibility of reuse of treated water in different activities such as washing cars, watering gardens, flushing toilets and even in production of the concrete Doutorado Arquitetura e Construção Doutor em Engenharia Civil

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior O objetivo deste trabalho foi avaliar a evolução da distribuição de tamanho de partículas (DTP) no processo de floculação de águas de baixa turbidez, da ordem de 6,5 uT, por meio da análise de imagens das partículas utilizando-se sulfato de alumínio, cloreto férrico e cloreto de polialumínio (PAC) como coagulantes sob diferentes gradientes de velocidade na mistura lenta. Esta avaliação foi feita por meio de análise de imagens e pode-se concluir que o processo de floculação, de fato, pode ser dividido em etapa de transição, quando os flocos crescem até atingir seu valor máximo, e etapa de estabilização, quando a distribuição de tamanho e o diâmetro equivalente dos flocos não variam de maneira significativa. Além disso, para os coagulantes cloreto férrico e PAC, a melhor eficiência na floculação foi observada para o gradiente de 60 s-1, sugerindo que, em condições de baixa turbidez, é importante proporcionar uma maior oportunidade de colisões entre partículas para que os flocos cresçam de maneira mais efetiva, em especial para estes coagulantes cujos flocos parecem ter uma maior resistência à quebra que aqueles formados com sulfato de alumínio. Por fim, os coagulantes mostraram ter desempenho semelhante quando comparadas as intensidades de mistura mais favoráveis de cada um deles, com resultados ligeiramente melhores para o cloreto férrico e o PAC em relação ao diâmetro médio dos flocos. The aim of this work was evaluate the flocculation process in low turbidity waters of the order of 6.5 uT by analyzing the particle size distribution using aluminum sulfate, ferric chloride and polyaluminum chloride (PAC) as coagulants under different shear rate in slow mixing. This evaluation was done through image analysis and it can be concluded that the flocculation process can, in fact, be divided into a transition stage, when the flocs grow until reaching their maximum value, and stabilization stage, when the distribution size and the equivalent diameter of the flocs do not vary significantly. In addition, for ferric chloride and PAC coagulants, the best flocculation efficiency was observed for shear rate of 60 s-1, suggesting that under conditions of low turbidity, it is important to provide a greater opportunity for particle collisions so that flocs to grow more effectively, especially for these coagulants whose flocs appear to have a higher resistance to breakage than those formed with aluminum sulfate. Finally, the coagulants showed similar performance when compared to the most favorable mixing intensities of each of them, with slightly better results for ferric chloride and PAC in relation to the average diameter of the flocs. Dissertação (Mestrado)

Quando da opção do procedimento de remediação de solos contaminados com metais pesados para determinado sítio, deve-se levar em consideração dados do sítio e do contaminante, o grau de contaminação, o uso futuro da área e a viabilidade econômica do processo de remediação. A Cia. Mercantil Ingá, localizada no município de Itaguaí, RJ, extraía zinco da calamina através do processo de hidrometalurgia. Durante 31 anos a empresa dispôs, no seu pátio e de forma inadequada, cerca de 3 milhões de toneladas de resíduo perigoso. Uma das etapas do processo de extração do zinco consistia na adição de trióxido de arsênio para a remoção de impurezas, tendo-se verificado contaminação do solo com arsênio de áreas próximas ao local de disposição do resíduo. Dentro deste contexto se avaliou, no presente estudo, a técnica de remediação ex situ, através da remoção por lavagem de solo contaminado com arsênio, e o tratamento do efluente gerado da lavagem. O fracionamento mostrou que a diminuição do pH aumentou a retenção do arsênio. O diidrogenofosfato de potássio 0,4 mol L-1 mostrou-se eficiente na remoção por dessorção do arsênio presente no solo contaminado, conseguindo dessorver cerca de 70% deste elemento em pH 6,2. O cloreto férrico foi mais eficiente que o sulfato de alumínio para a remoção por coagulação, do arsênio do efluente da lavagem do solo.Several remediation procedures for soils contaminated with heavy metals are based on decontamination or stabilization. The selection of one of them for a given site should take data regarding the site and the contaminating agent, contamination degree, future use of the site and the economic viability of remediation process into account. The Mercantil Ingá Company, located in the municipality of Itaguaí - RJ, Brazil, has extracted zinc from calamine through hydrometallurgy. During 31 years, the company improperly disposed of about three million tons of hazardous residues in its area. One of the stages of the zinc extraction process consists of the addition of arsenic trioxide for the removal of impurities and the soil was contaminated with arsenic from areas near sites where the hazardous residues were disposed. In this context, this study evaluated the ex situ remediation technique through removal by leaching the contaminated soil with arsenic, and the treatment of the effluent generated. The fractioning showed that the pH reduction increased the arsenic retention. The potassium dihydrogenophosphate concentration in 0.4 mol L-1 seemed to be efficient in the removal of the arsenic present in the contaminated soil, achieving the dissolution of about 70% of this element at pH 6.2. The ferric chloride was more efficient than the aluminum sulphate for the removal, through coagulation, of the arsenic present in the effluent generated in the soil leaching.

Made available in DSpace on 2015-09-25T12:22:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Erivanna Karlene dos Santos Oliveira.pdf: 2316361 bytes, checksum: a621cb80b0ca857fdd90fc5f90fbf6bf (MD5) Previous issue date: 2014-04-11 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior The presence of cyanobacteria in reservoirs, lakes and rivers is a global environmental health problem as a result ofanthropogenic eutrophication. These microorganisms hinder water purifiers, to produce taste and odor difficult to remove and the cells at high density clog the sand filters, reducing its time of use. In the conventional method of water treatment, coagulation, flocculation and sedimentation are essential in the removal of cells and determine the efficiency of the following operations. In this study we analyzed the efficiency of removal of intact cells of Microcystis aeruginosaand microcystin-LR in the stages of coagulation, flocculation and sedimentation, followed by filtration through sand filters with the use of coagulants ferric chloride and aluminum sulfate, evaluating four filtration rates: 15, 30, 50 and 100 m 3 .m -2 .d -1 at pH 7.5 and a dosage of 40 mg.L -1 tests with a bench-scale (Jartest) using treated water dechlorinated and adadded with a pureculture of M. aeruginosa with approximate final densityof 10 cel.mL -1 simulating a bloom. The parametres control were turbidity, apparent color and cell concentration. It was observed that both the efficiency rates at 15 and 30 m 1 had similar removal of apparent color, turbidity and cellconcentration (79%, 80% and 92% and 80%, 80,5% and 89,10% respectively for the coagulant ferric chloride. And for aluminum sulphate was the same for both rates removals of 81,48% for apparent color, turbidity to 83,25% and to 90,50% for cell concentration, since the rate for 30 m 1 removals were 83,33%, 83,25% and 89,71%, respectively. Nocell lysiswas observedandconsequently, no further increases in concentrationsofmicrocystin-LR cyanotoxinduring treatment was observed. A presença de cianobactérias em reservatórios, lagos e rios é um problema mundial de saúde ambiental, em consequência da eutrofização antropogênica. Esses microrganismos dificultam a potabilização da água, por produzir gosto e odor difíceis de remover e suas células em alta densidade colmatam os filtros, diminuindo sua vida útil. No método convencional de tratamento de água, coagulação, floculação e sedimentação são fundamentais na remoção de células e determinam a eficiência das operações seguintes. Neste trabalho analisou-se a eficiência na remoção de células intactas de Microcystis aeruginosa e da microcistina-LR nas etapas de coagulação, floculação e sedimentação, seguido por filtração em filtro de areia com uso dos coagulantes cloreto férrico e sulfato de alumínio, avaliando quatro taxas de filtração de 15, 30, 50 e 100 m 3 .m , em pH 7,5 e dosagem de 40 mg.L -1 com testes em escala de bancada (Jartest) utilizando-se água tratada de torneira desclorada e adicionada de uma cultura pura de M. aeruginosa com densidade final aproximada de 10 5 cel.mL -1 simulando uma floração. Os parâmetros de referência foram turbidez, cor aparente e concentração celular. Observou-se que a eficiência, tanto com as taxas de 15 e 30 m 3 .m -2 .d -1 tiveram remoções semelhantes para as variáveis cor aparente, turbidez e concentração celular com 79%, 80% e 92%; e 80%, 80,5% e 89,10%, respectivamente para o coagulante cloreto férrico. Para o sulfato de alumínio e para ambas as taxas, houve a mesma reposta com remoções de 81,48% para cor aparente, 83,25% para turbidez e 90,50% para concentração celular, já para a taxa de 30 m3 .m -2 .d -1 as remoções foram de 83,33% , 83,25% e 89,71% respectivamente. Não foi observada lise celular e consequentemente, não houve aumentos, ao longo do tratamento, das concentrações da cianotoxina microcistina -LR.

Submitted by Marilene Donadel (marilene.donadel@unioeste.br) on 2017-12-01T22:57:34Z No. of bitstreams: 1 Juliana_Dotto_2013.pdf: 2822116 bytes, checksum: 3b8be919381051b7c1e0d2252f604aed (MD5) Made available in DSpace on 2017-12-01T22:57:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Juliana_Dotto_2013.pdf: 2822116 bytes, checksum: 3b8be919381051b7c1e0d2252f604aed (MD5) Previous issue date: 2013-02-19 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES This study evaluated the efficiency of organic coagulants like seeds of Moringa oleifera Lam extracted in saline solutions of sodium chloride and potassium chloride1,0 (MO-NaCl and MO-KCl, respectively) and inorganic coagulants like aluminum sulfate and ferric chloride to the treatment of textile wastewater. Initially, it has been evaluated the best pH for each coagulant studied to then optimize the concentration of the coagulants and settling time. For this finality, it has been used velocity of rapid mixing (VMR) and slow (VML) at 100 rpm and 20 rpm, respectively and time of rapid mixing (TMR) and slow (TML) for 2 minutes and 20minutes, respectively. The parameters analyzed were pH after treatment, absorbance at a wavelength of maximum absorption for each dye present in the wastewater (Procion Orange HER and Procion Red HE-7B), color, turbidity and COD. In the test for optimization of coagulants concentration and settling time, also was evaluated the amount of sludge generated at each concentration studied. Thus, organic coagulants showed superior results in comparison with inorganic coagulants in the treatment of textile wastewater, especially MO-KCl, which showed removal of 86,8% for absorbance of the dye Procion Orange HER, 75,65% for absorbance of the dye Procion Red HE-7B, 70,67%forcolor, 85,97% for COD and 64,07% for turbidity. Based on the results obtained, MO-KCl presented a promising coagulant in the treatment of textile wastewater. O presente estudo avaliou a eficiência dos coagulantes orgânicos sementes de Moringa oleifera lam extraídas em soluções salinas de cloreto de sódio e cloreto de potássio 1,0 (MO-NaCl e MO-KCl) respectivamente, além dos inorgânicos sulfato de alumínio e cloreto férrico no tratamento de água residuária têxtil. Inicialmente, avaliou-se o melhor pH de trabalho para cada coagulante estudado, para, em seguida, otimizar a concentração do coagulante e o tempo de sedimentação. Para isto, utilizou-se velocidade de mistura rápida (VMR) e lenta (VML) de 100 rpm e 20 rpm respectivamente, e tempo de mistura rápida (TMR) e lenta (TML) de 2 minutos e 20 minutos, respectivamente. Os parâmetros analisados foram pH após tratamento, absorbância no comprimento de onda máximo de cada corante presente na água residuária (Laranja Procion HER e Vermelho Procion HE-7B), cor, turbidez e DQO. Além destes, no teste para otimização da concentração de coagulante e tempo de sedimentação, avaliou-se a quantidade de lodo gerado em cada concentração estudada. Assim, os coagulantes orgânicos apresentaram resultado superior aos inorgânicos no tratamento da água residuária têxtil, com destaque para a MO-KCl, que apresentou remoção de 86,8% para absorbância do corante Laranja Procion HER, 75,65% para absorbância do corante Vermelho Procion HE-7B, 70,67% para cor aparente, 85,97% para DQO e 64,07% para turbidez. Com base nos resultados obtidos a MO-KCl pode ser considerada um coagulante promissor para o tratamento da água residuária têxtil.

Quando da opção do procedimento de remediação de solos contaminados com metais pesados para determinado sítio, deve-se levar em consideração dados do sítio e do contaminante, o grau de contaminação, o uso futuro da área e a viabilidade econômica do processo de remediação. A Cia. Mercantil Ingá, localizada no município de Itaguaí, RJ, extraía zinco da calamina através do processo de hidrometalurgia. Durante 31 anos a empresa dispôs, no seu pátio e de forma inadequada, cerca de 3 milhões de toneladas de resíduo perigoso. Uma das etapas do processo de extração do zinco consistia na adição de trióxido de arsênio para a remoção de impurezas, tendo-se verificado contaminação do solo com arsênio de áreas próximas ao local de disposição do resíduo. Dentro deste contexto se avaliou, no presente estudo, a técnica de remediação ex situ, através da remoção por lavagem de solo contaminado com arsênio, e o tratamento do efluente gerado da lavagem. O fracionamento mostrou que a diminuição do pH aumentou a retenção do arsênio. O diidrogenofosfato de potássio 0,4 mol L-1 mostrou-se eficiente na remoção por dessorção do arsênio presente no solo contaminado, conseguindo dessorver cerca de 70% deste elemento em pH 6,2. O cloreto férrico foi mais eficiente que o sulfato de alumínio para a remoção por coagulação, do arsênio do efluente da lavagem do solo.

Quando da opção do procedimento de remediação de solos contaminados com metais pesados para determinado sítio, deve-se levar em consideração dados do sítio e do contaminante, o grau de contaminação, o uso futuro da área e a viabilidade econômica do processo de remediação. A Cia. Mercantil Ingá, localizada no município de Itaguaí, RJ, extraía zinco da calamina através do processo de hidrometalurgia. Durante 31 anos a empresa dispôs, no seu pátio e de forma inadequada, cerca de 3 milhões de toneladas de resíduo perigoso. Uma das etapas do processo de extração do zinco consistia na adição de trióxido de arsênio para a remoção de impurezas, tendo-se verificado contaminação do solo com arsênio de áreas próximas ao local de disposição do resíduo. Dentro deste contexto se avaliou, no presente estudo, a técnica de remediação ex situ, através da remoção por lavagem de solo contaminado com arsênio, e o tratamento do efluente gerado da lavagem. O fracionamento mostrou que a diminuição do pH aumentou a retenção do arsênio. O diidrogenofosfato de potássio 0,4 mol L-1 mostrou-se eficiente na remoção por dessorção do arsênio presente no solo contaminado, conseguindo dessorver cerca de 70% deste elemento em pH 6,2. O cloreto férrico foi mais eficiente que o sulfato de alumínio para a remoção por coagulação, do arsênio do efluente da lavagem do solo. Several remediation procedures for soils contaminated with heavy metals are based on decontamination or stabilization. The selection of one of them for a given site should take data regarding the site and the contaminating agent, contamination degree, future use of the site and the economic viability of remediation process into account. The Mercantil Ingá Company, located in the municipality of Itaguaí - RJ, Brazil, has extracted zinc from calamine through hydrometallurgy. During 31 years, the company improperly disposed of about three million tons of hazardous residues in its area. One of the stages of the zinc extraction process consists of the addition of arsenic trioxide for the removal of impurities and the soil was contaminated with arsenic from areas near sites where the hazardous residues were disposed. In this context, this study evaluated the ex situ remediation technique through removal by leaching the contaminated soil with arsenic, and the treatment of the effluent generated. The fractioning showed that the pH reduction increased the arsenic retention. The potassium dihydrogenophosphate concentration in 0.4 mol L-1 seemed to be efficient in the removal of the arsenic present in the contaminated soil, achieving the dissolution of about 70% of this element at pH 6.2. The ferric chloride was more efficient than the aluminum sulphate for the removal, through coagulation, of the arsenic present in the effluent generated in the soil leaching.